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Guía del Usuario

Laboratorio multimedia en 3D para exploración de física

DesignSoft

2011

mecánica

Newton v3.0I

© 2011 DesignSoft

Tabla de contenidos

Parte I Introducción 2

Parte II Instalación 4

................................................................................................................................... 41 Procedimiento de instalación

................................................................................................................................... 72 Cómo desinstalar NEWTON

................................................................................................................................... 73 Instalación en red:

................................................................................................................................... 94 Protección contra copia

Parte III Información General 11

................................................................................................................................... 111 Diseño de la Pantalla

................................................................................................................................... 132 Demostraciones en progreso

Parte IV Comenzar con ejemplos 16

................................................................................................................................... 161 Demostración de caída libre y creación de diagramas

................................................................................................................................... 232 Fuerza y velocidades

................................................................................................................................... 273 Acoplamiento

................................................................................................................................... 284 Experimentos con resortes

................................................................................................................................... 315 Movimiento a lo largo de una línea recta.

................................................................................................................................... 326 Movimiento circular

................................................................................................................................... 337 Movimiento sobre una superficie esférica

................................................................................................................................... 348 Plano inclinado

................................................................................................................................... 359 Movimiento Planetario

................................................................................................................................... 3710 Examen de los circuitos de CD

................................................................................................................................... 3811 Examen de los circuitos de CA

................................................................................................................................... 3912 Mecanismos

................................................................................................................................... 4113 Ópticas

................................................................................................................................... 4214 Sistema de braguero

................................................................................................................................... 4415 Problemas

Parte V Uso de Newton en detalle 49

................................................................................................................................... 491 Objetos: Bloques de construcción virtual de Newton

.......................................................................................................................................................... 50Cuerpos simples

.......................................................................................................................................................... 51Objeto dinámico

......................................................................................................................................................... 52Fuerza constante

......................................................................................................................................................... 54Torsión

......................................................................................................................................................... 54Acoplamiento

......................................................................................................................................................... 55Resorte

......................................................................................................................................................... 56Junta esférica

IIContents

II

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......................................................................................................................................................... 57Bisagra

......................................................................................................................................................... 58Deslizador

.......................................................................................................................................................... 58Objetos extras

......................................................................................................................................................... 58Cañón

......................................................................................................................................................... 59Plano inclinado

......................................................................................................................................................... 59Auto de juguete

......................................................................................................................................................... 59Soporte

......................................................................................................................................................... 59Cuerpo celeste (Cuerpo cel.)

.......................................................................................................................................................... 59Objetos del entorno

......................................................................................................................................................... 59Fondo

......................................................................................................................................................... 60Mesa

......................................................................................................................................................... 60Cámara

.......................................................................................................................................................... 60Elemento suplementario

......................................................................................................................................................... 60Punto

......................................................................................................................................................... 61Vectores de velocidad

......................................................................................................................................................... 61Vectores de aceleración

......................................................................................................................................................... 62Trayectoria - el curso del movimiento

................................................................................................................................... 622 Edición en la ventana 3D

.......................................................................................................................................................... 62Cambio de la perspectiva

.......................................................................................................................................................... 64Manipulación de objetos

......................................................................................................................................................... 64Agregar, seleccionar y eliminar objetos

......................................................................................................................................................... 65Modos de edición

......................................................................................................................................................... 65Posicionamiento, rotación y cambio de tamaño

......................................................................................................................................................... 66Unión, anclaje y fijación

......................................................................................................................................................... 68Edición de vectores y puntos

......................................................................................................................................................... 68Funciones cortar, copiar, insertar, deshacer

.......................................................................................................................................................... 69Cuadro de diálogo Configuración de la ventana 3D

.......................................................................................................................................................... 70Cuadro de diálogo Unidades

................................................................................................................................... 723 Ventana Propiedades

.......................................................................................................................................................... 75Ubicación

.......................................................................................................................................................... 76Velocidad

.......................................................................................................................................................... 77Tamaño

.......................................................................................................................................................... 78Inercia

.......................................................................................................................................................... 79Apariencia

.......................................................................................................................................................... 80Material

.......................................................................................................................................................... 81Fondo

.......................................................................................................................................................... 81Mesa

.......................................................................................................................................................... 82Cámara

.......................................................................................................................................................... 83Resorte

.......................................................................................................................................................... 84Junta esférica

.......................................................................................................................................................... 85Junta tipo bisagra

.......................................................................................................................................................... 86Deslizador

.......................................................................................................................................................... 87Acoplamiento

.......................................................................................................................................................... 87Fuerza constante, Torsión

.......................................................................................................................................................... 88Punto

.......................................................................................................................................................... 89Objetos celestes

................................................................................................................................... 894 Comprensión del entorno de simulación - ejecución de simulaciones

.......................................................................................................................................................... 90Campo Fuerza

.......................................................................................................................................................... 91Configuración de los Parámetros de la Simulación

................................................................................................................................... 935 Ventana de descripción

.......................................................................................................................................................... 94Uso general

.......................................................................................................................................................... 95Cómo insertar líneas, elipses e imágenes

.......................................................................................................................................................... 96Textos de edición y Ecuaciones

Newton v3.0III

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......................................................................................................................................................... 96Íconos del cuadro de diálogo Texto

......................................................................................................................................................... 98Cuadro de diálogo Texto | Menú Velocidad

.......................................................................................................................................................... 98Creación de Diagramas

......................................................................................................................................................... 99Ventana Propiedades del Diagrama

.......................................................................................................................................................... 103Controles Interactivos

......................................................................................................................................................... 104Campo de edición

......................................................................................................................................................... 105Casilla de verificación

......................................................................................................................................................... 106Botón de radio

......................................................................................................................................................... 106Barra de seguimiento

......................................................................................................................................................... 107Botón

................................................................................................................................... 1086 Creación de problemas y de conjuntos de problemas

.......................................................................................................................................................... 108Creación de un problema

.......................................................................................................................................................... 110Creación de un conjunto de problemas

.......................................................................................................................................................... 111Resolución de un conjunto de problemas

................................................................................................................................... 1127 Imprimir y Exportar

.......................................................................................................................................................... 112Imprimir

.......................................................................................................................................................... 113Exportar

................................................................................................................................... 1148 Intérprete de Newton

.......................................................................................................................................................... 115Expresiones matemáticas simples

......................................................................................................................................................... 115Constantes y variables

......................................................................................................................................................... 116Operaciones matemáticas

......................................................................................................................................................... 116Operaciones booleanas

......................................................................................................................................................... 117Funciones matemáticas

......................................................................................................................................................... 117Funciones diversas

......................................................................................................................................................... 118Buscar los símbolos del intérprete

......................................................................................................................................................... 119Símbolo nuevo

.......................................................................................................................................................... 121Expresiones multilíneas

......................................................................................................................................................... 121Variables globales

......................................................................................................................................................... 122Declaración de variables y asignaciones

......................................................................................................................................................... 123Enunciado condicional

......................................................................................................................................................... 124Bucles

Parte VI Glosario 127

................................................................................................................................... 1271 Comandos en los menús

.......................................................................................................................................................... 127Archivo

.......................................................................................................................................................... 128Editar (Ventana 3D)

.......................................................................................................................................................... 129Editar (ventana de descripción)

.......................................................................................................................................................... 130Ver

.......................................................................................................................................................... 131Simulación

.......................................................................................................................................................... 132Problema

.......................................................................................................................................................... 132Herramientas

.......................................................................................................................................................... 132Ventanas

.......................................................................................................................................................... 132Ayuda

................................................................................................................................... 1332 Comandos en el menú contextual

................................................................................................................................... 1353 Iconos

Índice 0

Parte

I

Newton v3.02

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1 Introducción

El mundo virtual de Newton proporciona una manera totalmente novedosa de aprender física—la exploración, mediante una computadora, de la cinética y la dinámica en 3D. El mundovirtual de Newton está regulado por leyes de física simuladas, lo que le permite crear,manipular e investigar sus experimentos interactivamente, sin ninguna limitación.

Al crear un experimento en Newton, puede seleccionar de una amplia variedad de objetosreales y abstractos, desde los cuerpos geométricos más simples (ladrillo, esfera, etc.), hasta losinstrumentos más complejos (soportes, pendientes, vehículos, etc.), y restricciones (diversostipos de articulaciones y resortes). Puede ajustar sus parámetros físicos (masa, elasticidad,fricción, etc.), asignarles fuerzas, torsiones o velocidad y establecer relaciones sujetas arestricciones. Puede agregar prácticamente cualquier objeto a Newton mediante el editor deVRML y también exportar sus experimentos en formato VRML.

Es fácil comenzar a trabajar con los archivos de ejemplos que proporcionamos. Puedemodificarlos y simularlos nuevamente, y comprobará lo simple que es crear fascinantesdemostraciones.

Cuando se ejecuta una simulación, los cuerpos comienzan a moverse guiados por lasrestricciones que actúan sobre ellos, rotan como resultado de las torsiones, y colisionan entreellos como en una película. En realidad, puede configurar una o más "cámaras" y capturar lasvistas de sus experimentos para guardarlos en un archivo AVI.

También puede agregar descripciones a sus ejemplos, con textos explicativos, imágenes yfórmulas. Gracias al uso de diagramas, resulta fácil medir y evaluar los resultados de susexperimentos. El usuario pueden presentar varias curvas definidas él mismo por en un mismodiagrama, lo que facilita la comparación de los datos medidos con los resultados derivados decálculos teóricos. También es posible modificar las unidades de las cantidades físicas.

Parte

II

Newton v3.04

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2 Instalación

2.1 Procedimiento de instalación

Requisitos mínimos de hardware y software

• PC IBM AT/486DX o compatible (se recomienda Pentium o superior)

• 128 MB de RAM

• Espacio mínimo libre en el disco: 400 MB

• Unidad de CD-ROM

• Mouse

• Tarjeta aceleradora de gráficos VGA con 24 bits de color real y soporte para OpenGL

• Microsoft Windows 9x / ME / NT / 2000/ XP / Vista / 7

• Red Novell 3.12 o superior o MS Windows NT / 2000 / 2003 / 2008 Server o superior oLinux con servidor de archivo Samba para clientes SMB para las versiones para Redes.

Si el programa está protegido contra copia mediante una llave de hardware, la configuraciónmínima del hardware también incluye un puerto paralelo o un puerto USB.

Instalación desde CD-ROM

Para comenzar la instalación, inserte el CD en la unidad de CD-ROM. El programa deinstalación comenzará automáticamente si la función Auto-Run de su unidad de CD-ROMestá habilitada (Predeterminada en Windows). Si no lo está, seleccione Inicio/Ejecutar yescriba:

D:SETUP (Enter) (donde D representa su unidad de CD-ROM).

El programa de instalación dará comienzo.

Instalación 5

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Nota: Este software puede tener protección contra copia. Para más detalles,consulte las secciones Protección contra copia e Instalación en red.

Siga los Pasos de Instalación

El procedimiento de instalación de NEWTON sigue los pasos convencionales para la mayoríade los programas de Windows. Varias páginas en pantalla le permiten introducir o modificarimportantes opciones de instalación, tales como el Tipo de instalación, el Directorio dedestino, etc. Para continuar con la instalación, presione el botón Siguiente. Siempre puederetroceder, presionando el botón Atrás. Si por alguna razón desea interrumpir la instalación,presione el botón Cancelar. Si opta por cancelar la instalación, el programa le pedirá unaconfirmación para esta acción. En este momento puede reanudar o salir de la Instalación.

Bienvenida y Acuerdo de Licencia del Software

Para comenzar el procedimiento de instalación, presione el botón Siguiente en la página deBienvenida. El primer paso es el Acuerdo de Licencia del Software.

Nota: Al presionar "Sí" usted está manifestando su total conformidad con los términos ycondiciones de uso de este software de DesignSoft.

Cómo ingresar la información del usuario

Estos datos serán usados para personalizar su copia del software. Por defecto, el programa deinstalación toma los datos ingresados al momento de la instalación de Windows. Puedeaceptar estos datos como predeterminados si presiona Siguiente o bien, modificarlos.

Dependiendo de la versión de su programa, también podría ser necesario introducir el Númerode Serie que se encuentra en el paquete del CD-ROM o en el Manual de Inicio Rápido.

Newton v3.06

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Cómo seleccionar una Ubicación de Destino

Aquí puede seleccionar un Directorio de Instalación distinto al sugerido comopredeterminado. El predeterminado es el directorio estándar de Windows para Programas.Para cambiar de directorio, presione Examinar y seleccione una unidad de disco y/o undirectorio diferente del diálogo Seleccionar Carpeta.

Nota: SI está instalando NEWTON para Windows en un disco duro donde ya hayuna versión anterior de NEWTON, debe recordar usar un nuevo nombre dedirectorio para NEWTON para Windows, tal como el directorio sugerido,C:\Archivos de programa\DesignSoft\Newton, ya que de otra manera los archivosde trabajo que haya creado se sobrescribirán y se perderán. Si no está seguro,salga de la instalación, guarde sus archivos de NEWTON en otro directorio deldisco duro o en un diskette, y luego reanude la instalación.

Cómo completar la Instalación

Una vez que los archivos seleccionados han sido copiados y se han creado las entradas en elMenú Inicio, se le preguntará si desea crear un Acceso directo a los archivos de programa deNEWTON en el escritorio. La última página indica que la instalación ha finalizado con éxitoy lo invita a abrir y leer un archivo con la información más reciente sobre NEWTON. Lerecomendamos tomarse el tiempo para leer cuidadosamente ese archivo. Presione Finalizarcuando esté listo.

Instalación 7

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Nota: Para leer nuevamente la información más reciente en este archivo encualquier momento, seleccione Léame de las entradas en el Menú Inicio de Newton.También puede acceder a la información más reciente acerca de cambios o nuevascaracterísticas si visita nuestro sitio Web, www.designsoftware.com.

2.2 Cómo desinstalar NEWTON

Puede desinstalar NEWTON para Windows en cualquier momento. Note que esto noeliminará los archivos que haya creado.

1. Para comenzar la desinstalación, seleccione Newton para Windows de las entradas delMenú Inicio Newton.

2. Haga doble clic en Desinstalar Newton en la ventana que se visualizará.

3. Presione Sí si está seguro que desea desinstalar Newton.

Una vez que todos los archivos se han eliminado con éxito, aparecerá el botón OK. PresioneOK para finalizar la desinstalación.

2.3 Instalación en red:

Para instalar la versión de NEWTON para redes, debe conectarse al equipo servidor como unusuario con privilegios administrativos (Novell 3.x: supervisor, Novell 4x: admin, WindowsNT: Administrador). Luego ejecute el procedimiento para la Instalación en el Disco Duro enun volumen del disco que sea accesible desde la red. Ahora lleve adelante los siguientos pasosadicionales:

Permita que todos los archivos en el programa y en los directorios de usuarios seancompartidos:

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Novell 3.x:

FLAG *.* S SUB

Novell 4.x:

FLAG *.* +SH /S

Windows NT/2000/XP:

Dependiendo de la configuración de su sistema, puede otorgar privilegios a un grupo(<nombredegrupo> cuyos miembros tendrán los derechos pertinentes automáticamente.

Luego compruebe que los clientes poseen una unidad asignada a la unidad de red quecontenga la carpeta de programas de NEWTON.

Para asignar (map) la letra de una unidad a una computadora o carpeta en red, haga losiguiente:

1. Abra el Explorador de Windows

2. En el menú Herramientas, haga clic en Asignar Unidad de Red.

3. En Unidad, seleccione la letra de una unidad, por ej., G:

4. En Ruta (Win9x/Me) o Carpeta (NT/2000/XP), seleccione de la lista del menúdesplegable o escriba la unidad de red (servidor y nombre compartido) o nombre de lacarpeta a la que desea asignarle (map) una letra de Unidad. Podrá observar que esenombre compartido hace referencia a una carpeta compartida en el servidor. EnWindows NT/2000/XP puede usar el botón Examinar para ubicar el equipo, la unidady la carpeta de red.

5. Habilite la casilla de verificación Reconectar al inicio de sesión.

6. Presione OK

7. Ejemplos:

Unidad: G:

Carpeta: \\servername\sharename

o

\\MyServer\Volume1

\\MyServer\Volume1\Public

Una vez que se ha configurado todo en el disco de red de acuerdo a las instruccionesanteriores, debe ejecutarse el programa de instalación en cada una de las estaciones de trabajode Novell donde se desea ejecutar NEWTON. Mediante el comando Ejecutar, inicie NSETUPdesde el directorio Newton\NWSETUP. Nota: No haga doble clic en el ícono NSETUP; useel comando Ejecutar para iniciar el programa.

Cuando ejecuta NSETUP, debe especificar el directorio de trabajo (el cual debe encontrarseen el disco local de la estación de trabajo). El directorio de trabajo puede encontrarse en lared; sin embargo, en este caso la ruta a este directorio debe ser diferente para cadaestación de trabajo. Luego de ejecutar NSETUP, podrá ejecutar NEWTON simultáneamenteen cualquier número de estaciones de trabajo, tal como si cada estación de trabajo tuviere una

Instalación 9

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versión para usuario único.

2.4 Protección contra copia

Protección mediante software

Si su versión de NEWTON está protegida contra copia mediante software, seleccioneAutorizar del menú Ayuda. Para mayor información, vaya al botón Ayuda en el diálogoAutorización o directamente al archivo 'DSPNewton.hlp'.

Protección mediante hardware

Si tiene una versión protegida por hardware, enchufe el dongle (o llave electrónica) en elpuerto paralelo o en un puerto USB. Si tiene una impresora, conéctela a través de esta llave.Si olvidara conectar el dongle o llave electrónica, aparecerá un mensaje de error en lapantalla.

La llave de protección electrónica no está instalada.

Nota: Si tiene una versión protegida por llave electrónica bajo NT/2000/XP, debeinstalar Newton en modo Administrador y reiniciar el equipo luego de lainstalación.

Parte

III

Información General 11

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3 Información General

En este capítulo presentamos el formato de pantalla, los controles y la estructura de los menúsde NEWTON.

3.1 Diseño de la Pantalla

La interfaz del usuario del programa está dividida en seis partes principales:

Ventana 3DVentana de descripciónBarras de herramientasMenúsCampo de estadoDiálogos

A la izquierda de la pantalla inicial, puede verse la Ventana 3D, donde puede editar o seguirlos experimentos que estuviere realizando desde una perspectiva en 3D.

Use los botones de control (Barra de Cámara) paracambiar la perspectiva. Rote la escena, acérquese o aléjese, y seleccione vistas superiores olaterales. Aún cuando una parte del experimento está oculta desde un determinado punto deobservación, puede ajustar la cámara para hacerla visible. También puede rotar la escenamanteniendo presionado el botón izquierdo del mouse a la vez que lo mueve, acercarse oalejarse con el botón derecho, o cambiar la escena manteniendo presionados ambos botones ymoviendo el mouse.

Mediante los botones de control (Barra de Escena) y el mouse,puede modificar objetos y sus posiciones en la ventana 3D. Los dos primeros íconos permiten

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elegir entre los modos de edición geométrica y física. Mediante el modo de edicióngeométrica, los objetos pueden moverse con libertad sin importar sus relaciones lógicas ydinámicas con los otros objetos. Los Cuerpos pueden deslizarse unos contra otro sincolisionar, y los parámetros de restricciones pueden modificarse mediante el mouse.

Mediante el modo de edición física , los cuerpos colisionan o se deslizan uno contra elotro, manteniendo su trayectoria de acuerdo a las restricciones impuestas. Los tres íconossiguientes le permiten controlar la posición vertical, la rotación de los objetos y laconfiguración del zoom. Los dos últimos íconos se utilizan para establecer relaciones entre elobjeto, el vínculo y el ancla.La ventana de la derecha (ventana de descripción) presenta explicaciones, imágenes odiagramas. Los diagramas pueden mostrar las curvas del experimento basándose en losresultados simulados o teóricos. La ventana de descripción también puede contener elementosinteractivos, incluyendo botones, campos de edición, botones de radio, casillas deverificación, o barras de seguimiento. La Barra de Descripción presenta íconos que puedenusarse al editar o crear la ventana de descripción.

En la parte superior de la ventana de la aplicación, pueden verse muchas barras deherramientas. Una de las más importantes es la Barra de Objetos.

Información General 13

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Contiene los íconos de los cuerpos, las restricciones y los objetos auxiliares comúnmenteusados que pueden utilizarse en las demostraciones. Los distintos tipos de objetos estánagrupados bajo fichas diferentes Haga clic en un ícono para tomar el objeto seleccionado ycolocarlo en la ventana 3D.

La barra de herramientas le ayuda a realizar estas operaciones de archivo.

En algunas situaciones, presionar el botón derecho del mouse traerá a la pantalla un menúcontextual que le permitirá un rápido acceso a comandos usados frecuentemente en relación alobjeto gráfico seleccionado o al panel en el que haya presionado. Puede acceder a éstos sihace clic derecho en los objetos en la Ventana 3D o en los objetos gráficos de la ventana dedescripción.

Uno de los cuadros de diálogos más importantes, al que se puede acceder con un clic derechoo un doble clic en un objeto, es la Ventana Propiedades, donde puede configurar o modificarlos atributos de los cuerpos y los objetos dinámicos.

Puede pasar rápidamente de una demostración abierta a otra usando las fichas en el ánguloinferior izquierdo de la ventana principal.

3.2 Demostraciones en progreso

Newton posee numerosas demostraciones de ejemplo. Seleccione el comando Archivo/Abrirsi desea cargarlos.

Cuando carga o abre un ejemplo, las ventanas 3D y de Descripción le mostrarán elexperimento en 3D y las explicaciones (si las hubiere) respectivamente.

También puede rotar la perspectiva haciendo clic en un área vacía de la Ventana 3D,manteniendo apretado el botón izquierdo del mouse y desplazando el objeto a la posición quedesee. Si hace clic con el botón derecho del mouse, puede retroceder y avanzar. Puededesplazarse verticalmente en el espacio si mueve el mouse a la vez que mantiene presionadoslos dos botones simultáneamente.

Presione el ícono (Ejecutar) para dar comienzo a la simulación. Las leyes de físicasimuladas guiarán a los cuerpos en sus movimientos. Para detener la simulación, presione el

ícono (Detener), que aparece en lugar del botón Ejecutar durante la ejecución de

un experimento. Puede restablecer la escena si presiona el ícono .

La fluidez y la velocidad del movimiento dependen de la velocidad de su computadora y de laresolución de pantalla. Si la simulación requiere numerosos cálculos y el procesador de su PCno es lo suficientemente rápido, la simulación no se moverá fluidamente ni a tiempo real. En

este caso, use el comando (Repetir), que reproduce la última demostración simulada demanera fluida y continua desde la memoria DRAM de su equipo.

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Parte

IV

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4 Comenzar con ejemplos

En este capítulo de tutoriales, le mostramos paso a paso cómo usar el programa y cómo crearexperimentos y demostraciones convincentes. Le recomendamos que se tome el tiemponecesario para examinar cuidadosamente todos los ejemplos, y no sólo leerlos.

Las instrucciones para el segundo y tercer tutoriales son detalladas, mientras que los ejemplossiguientes se basan en los conocimientos ya adquiridos y no se presentan tan minuciosamente.

4.1 Demostración de caída libre y creación de diagramas

Nuestro primer ejemplo es muy simple: deberá investigar el movimiento de una bola limitadapor el campo gravitacional constante de la tierra. Va a aprender a definir las propiedadesbásicas de los cuerpos y a representar su movimiento a través de diagramas. Luego, los datosmedidos serán comparados con los resultados derivados de cálculos teóricos. Puede encontrareste ejemplo previamente creado en el archivo de ejemplo Freefall.ex.

Cree un nuevo experimento haciendo clic en el ícono (Nuevo). Esto activará las Ventanas3D y de descripción que aparecerán vacías, con la pantalla mostrando sólo un tablero.

Acá le mostramos cómo modificar la perspectiva en el espacio en 3D: para rotar el punto deobservación, haga clic y mantenga presionado el botón izquierdo del mouse en un área vacíade la Ventana 3D y mueva el mouse en la dirección seleccionada. Para avanzar y retroceder(acercarse y alejarse), mantenga presionado el botón derecho del mouse. Para desplazarse encualquier dirección, mantenga presionados los dos botones del mouse. Observe que puedehacer lo mismo pero en pasos más grandes mediante los controles de la barra de herramientas

.

Si desea una vista especial (superior o lateral) de la escena, use los controles de la barra de

herramientas para seleccionar otra vista o el botón para volver a la vista general

en 3D. Mediante los botones de control (Barra de Escena) y elmouse, puede modificar objetos y sus posiciones en la ventana 3D. Los dos primeros íconos

permiten elegir entre los modos de edición geométrica y física . Mediante el modo deedición geométrica, los objetos pueden moverse con libertad sin importar sus relacioneslógicas y dinámicas con los otros objetos. Los Cuerpos pueden deslizarse unos contra otro sincolisionar, y los parámetros de restricciones pueden modificarse mediante el mouse.

Mediante el modo de edición física , los cuerpos colisionan o se deslizan uno contra elotro, manteniendo su trayectoria de acuerdo a las restricciones impuestas. Por ejemplo, si uncuerpo está vinculado a una bisagra, sólo puede desplazarse en una trayectoria circular.Debido a que en el modo de edición física se pueden realizar más ediciones, éste es el modopredeterminado. En las instrucciones siguientes, sólo debe cambiar al modo geométricocuando le sea requerido.

Comenzar con ejemplos 17

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Comenzamos a crear nuestro primer experimento.

Puede encontrar el cuerpo denominado "bola" en la página de Cuerpos de la barra deherramientas Objetos. Haga clic en su ícono y el cuerpo aparecerá inmediatamente en elmedio del área en 3D. Para llevar la bola s su posición inicial, use el mouse de la siguientemanera: Para cambiar de ubicación, presione y mantenga presionado el botón izquierdo delmouse sobre la bola y mueva el mouse alrededor de la escena. Esto moverá el cuerpo en elplano xy y mantendrá la coordenada z sin modificaciones. Para ubicar el cuerpo

correctamente en la dirección z presione el ícono , manténgalo presionado y use el mouse.

Las propiedades de la bola pueden definirse en el diálogo Propiedades de Objeto. Si hacedoble clic en la bola aparecerá esta ventana.

La ventana Propiedades le permite acceder a varias páginas de propiedades agrupadas deacuerdo a la función. Por ejemplo, en la página Ubicación se puede cambiar la posición y larotación, mientras que en la página Tamaño se puede restablecer el tamaño del objeto. Cadatipo de objeto puede tener paneles diferentes. Al hacer clic en el cuerpo, activamos la páginapredeterminada, la que nos muestra el grupo propiedades materiales. A la derecha de laventana se encuentran íconos que puede usar para ir a otra página de propiedades.

En la parte superior de esta ventana, se encuentra una caja combinada que contiene una listade todos los objetos actualmente presentes en la escena en3D. Si desea modificar suspropiedades, seleccione un objeto por su nombre y cambie los parámetros relevantes. En estalista encontrará, además del nombre del objeto, su identidad. Todos los objetos tienen unnombre y una identidad, que no son los mismos. La identidad, que identifica al objeto, nopuede ser usada para más de un objeto al mismo tiempo. El identificador es una combinaciónde una cadena corta de caracteres (generalmente una palabra corta en español o una abreviación) y un número. Existen limitaciones: no pueden usarse caracteres especiales talescomo +-*/[]() o espacios. A estos caracteres especiales los reservamos para un uso posterior,por ejemplo, para definir las curvas en los diagramas.

El nombre de un objeto puede ser cualquiera, puede contener más de una palabra, y el mismonombre puede asignarse a más de un objeto.

Puede cambiar fácilmente el nombre o la identidad de un objeto. Seleccione el objeto y hagaclic en el comando 'Cambiar nombre...' en el menú Editar. Como alternativa, puede hacer clicderecho con el mouse en algún lugar de la ventana Propiedades y aparecerá un menúcontextual con el comando 'Cambiar nombre'. De a la bola el nombre "Bola de goma".

Haga clic en el ícono para activar el panel Material. En esta página se encuentra una cajacombinada con materiales usados frecuentemente. Por el momento, para material seleccione"Goma". Hay otros campos en esta página – densidad, fricción, electricidad, etc. – pero eneste momento aceptaremos los valores predeterminados. Presione el botón Aplicar para usarestos nuevos ajustes.

El color de la bola puede cambiarse en la página Apariencia . A la bola de la figurasiguiente se le ha asignado el color azul claro.

Newton v3.018

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Las dimensiones del cuerpo pueden cambiarse en la página (Tamaño). Asigne 10centímetros al diámetro (radio igual a 0.05 metros) en el primer campo del panel Tamaño.

Para asignar una masa a un cuerpo, active el panel Inercia .

Haga clic en el ícono (Inercia)y ajuste el valor de Masa en 0.8 kg. Note que debido a quela masa del objeto es directamente proporcional a la densidad, la densidad de la bola tambiéncambia.

Mediante el uso del panel (Ubicación), fije la posición de la bola en (x=0,y=0, z=2) or

z=2m. Ajuste la escena retrocediendo mediante el uso del ícono hasta tanto la bola y lamesa puedan verse.

Comience la simulación. Haga clic en el botón (Ejecutar) y observe la bola en lapantalla.

Luego de caer por un breve período de tiempo, la bola rebota en la mesa. Observe que la

simulación no se detiene automáticamente. Para detenerla, haga clic en el botón

(Detener) . Presione el ícono (Restablecer) para restablecer el entorno delexperimento al estado previo a la simulación.

Creación de diagramas

Ahora vamos a crear diagramas para representar el movimiento de la bola.

En el centro de la mesa, un sistema de coordenadas indica el origen del espacio en 3D. Pordefecto, los diagramas de posiciones versus tiempo se crean usando el sistema de coordenadas(de referencia). Los tres ejes grises que se ven dibujados desde el origen, perpendicularesentre sí, representan las tres direcciones en el espacio (x, y, z) En este ejemplo, mostraremosla posición de la bola en el eje z como una función tiempo.


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Asegúrese, en primer lugar, que la ventana de descripción esté en el modo Editar. Esto es lopredeterminado para nuevos proyectos, pero siempre puede pasar al modo Editar usando lacasilla de verificación Editar en el ángulo inferior izquierdo de la ventana de descripción.Cuando esta ventana está en el modo Editar, debe verse la barra de herramientas deDescripción vertical con los íconos que lo asisten en la creación del contenido de la ventana.

Encuentre el ícono (Diagrama) y haga clic en él para activar la ventana Propiedades deDiagrama. En este contexto, puede crear una curva y colocarla en un diagrama en la ventanade descripción. En otras ocasiones, puede querer definir un diagrama vacío y prepararlo parauna curva que se agregará después. Ahora lo llevamos a cabo.

Presione el botón OK. Coloque el diagrama en la ventana de descripción como se indica acontinuación. Luego de presionar el botón OK, un pequeño sistema de coordenadas sedibujará en el lienzo debajo del cursor. En primer lugar, mueva el mouse a la posición dondedesea colocar el ángulo superior izquierdo del diagrama y haga clic allí. Luego el tamaño deldiagrama cambiará a medida que mueva el mouse. Mueva el mouse para determinar el ánguloinferior derecho del diagrama; si ya se encuentra en su lugar, haga clic con el botón izquierdonuevamente.

Si necesita modificar el tamaño de un diagrama, selecciónelo mediante un clic en cualquierparte dentro del área y mueva el cursor gráfico por encima de uno de los pequeños cuadradosque aparecen en las esquinas. Use las técnicas básicas de Windows para operar el mouse yarrastrar los cuadrados con marcas a las posiciones requeridas. Finalmente, puede mover todo

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el diagrama haciendo clic dentro del área y arrastrándolo con el mouse.

Ahora agregamos una curva al diagrama. Haga doble clic en el área del diagrama, y la ventanaPropiedades del diagrama aparecerá nuevamente. Éste es un diálogo de dos páginas. Sipresiona las fichas en la parte superior, podrá moverse entre las páginas Curva y Apariencia.En la página Curva puede crear, modificar y eliminar curvas, y en la página Apariencia puededefinir la apariencia general del diagrama, tales como la escala de los ejes, el formato de losnúmeros, etc.

Seleccione la ficha Curvas para activar el panel. Hay dos modos diferentes de definir unacurva. Vamos a usar el más rápido y fácil de aplicar, aunque sus posibilidades son limitadas.

Busque la lista jerárquica en la parte superior de la ventana. Ésta presenta la variable delobjeto de la escena en una estructura jerárquica. Al hacer clic en la bola se visualizan susvariables físicas, y al hacer clic en el nodo de posición se expanden los tres componentes delvector de posición. Seleccione el componente z y presione el botón Agregar que se encuentraabajo. Esto le indicará a la herramienta del diagrama que dibuje la posición z versus tiempo.Presione el botón OK para aplicar esta configuración.

Al comenzar la simulación nuevamente, vemos que Newton grafica el componente vertical dela posición de la bola versus tiempo. La curva es una parábola, una parábola que correspondeal movimiento de un cuerpo acelerado por el campo gravitacional. Note que esta curva fuecreada con datos obtenidos a través de métodos numéricos.

Ahora agregamos la misma curva, sólo que creada mediante métodos teóricos. Esto nospermitirá comparar los dos métodos. Sin embargo, para crear la curva teórica primerotenemos que usar otro método.


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Mediante un doble clic en el diagrama, active nuevamente la ventana Propiedades deDiagrama. En la página Curvas, presione el botón Editar. Esto quita la vista jerárquica delobjeto de la pantalla. Verá dos campos de texto y algunos botones nuevos. Estos dos camposde texto muestran las variables asignadas a los ejes.

Selecciones la curva creada anteriormente ("Posición z") y observe las expresiones simples enlos campos de edición. En el paso previo, donde seleccionamos la posición z de la bola, en lapráctica generamos la curva al completar estas expresiones. Antes de crear más curvas,examinemos las propiedades de la curva existente.

Los campos de Edición de este diálogo se denominan Eje horizontal y Eje vertical. En cadacampo, ya se encuentra una expresión, "tiempo" en el campo del Eje horizontal y Bola.p[3] enel del Eje vertical. Cuando se está ejecutando la simulación, estas dos expresiones se evalúana cada intervalo de tiempo, y los dos valores conjuntamente proporcionan el punto de lacurva.

La expresión 'tiempo' es una variable global de la simulación; define el tiempo transcurridodesde el comienzo. La expresión bola.p[3] hace referencia al componente z de la posición dela bola. Acá la 'bola' es la identidad del objeto se la escena que estamos examinando, 'p' rerefiere a la posición de la bola y '[3] significa el 3er (z) componente del vector de posición.

Todas las otras variables de los cuerpos y otros objetos pueden usarse; más aún, puede usarfunciones matemáticas.

No es necesario que recuerde todas las expresiones disponibles y las variables de su

experimento. Si presiona el ícono , aparecerá un diálogo listando todas las variables yfunciones disponibles y adecuadas. Puede examinarlas e insertarlas en el campo de edición sipresiona el botón Insertar.

Ahora ya estamos listos para crear una nueva curva. Presione el botón Agregar y escriba enlos campos las expresiones que muestra la figura a continuación.

La palabra 'time' define a la variable eje horizontal como el tiempo de simulación. Al ejevertical se le asigna la expresión

2-(9.81/2)*time^2, escrito como la ecuación z = z0 - 1/2gt2

en Newton. El término z0 = 2 es laposición inicial de la bola.

Si le resulta más práctico, la expresión se puede escribir en más de una fila, pero en este casodeberá usar otra forma. Vamos a escribir este último ejemplo de esta manera:

var

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z0 : real;

a : real;

begin

z0 := 2;

a := -9.81;

result := z0+1/2*a*time^2;

end.

Este es un código corto en un lenguaje como Pascal, donde entre las líneas begin ... end puedelistar sus comandos, tales como 'z0 := 2;'. Siempre debe escribirse en la línea 'result :=...', elvalor de esta asignación será graficado como el punto del eje dado. Si usa una variable extradebe declararla entre las líneas var ... begin. Recuerde que cada línea de comando debeterminar en un punto y coma, y que la última debe hacerlo en un punto. Si desea saber mássobre cómo escribir expresiones simples o multilíneas, consulte el capítulo Intérprete deNewton.

Ahora cambiamos el color de la primera línea que creamos. Seleccione color en la lista Curvay haga clic en el botón Propiedades que se encuentra en la parte inferior derecha de laventana. Defina el color en Rojo y el ancho en 3.

Cierre las ventanas y ejecute nuevamente la simulación.

Mientras la bola se dirige en caída libre hacia la mesa, las dos curvas se superponen, como sepuede ver en la imagen.


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Para definir las propiedades del eje, haga doble clic en el eje y trabaje en el diálogo emergentepropiedades de eje. Por ejemplo, defina el límite superior del eje tiempo en 16, y luegociérrelo usando el botón OK.

Puede evitar que la simulación se ejecute constantemente. En el menú Simulación, ubique elcomando Configuración de tiempo... y haga clic en él. En la ventana que se abrirá, veráaparecer el panel Período. Verifique la casilla "tiempo final" y ajuste el tiempo en 1.5s.

4.2 Fuerza y velocidades

En este capítulo puede aprender a agregar fuerzas constantes a un cuerpo, a ajustarlas usandoel mouse en la ventana 3D y también a asignar una velocidad inicial al cuerpo. Puedeencontrar este experimento en el archivo denominado ‘Const_Force.ex’.

Cree un nuevo ejemplo y ubique una bola en la escena haciendo clic en su ícono en labarra de herramientas del Objeto. Mueva la bola a una de las esquinas de la mesa haciendodoble clic en la bola y fijando el valor de su posición en la página Ubicación de la ventanaPropiedades. Ingrese los siguientes valores en los campos de posición:

x=1m, y=1m, z=0.5m

Determine el color de la bola en azul en la página Apariencia. En la página Velocidad,determine la velocidad del componente z en 2m/s.

Para comprobar los valores ingresados haga clic en el botón de verificación, debajo de loscampos de edición para ver la flecha de velocidad en la ventana 3D. De inmediato verá en laventana 3D que la bola tiene ahora una flecha roja que surge del centro de masa del cuerpo.

Existe un modo más intuitivo de ajustar la velocidad inicial. Seleccione el vector con elmouse y luego haga clic en la punta del vector presionando el botón izquierdo. Esto le

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permitirá fijar la dirección del vector. Si hace clic en el eje del vector puede modificar sumagnitud.

Cuando necesite fijar una propiedad en un valor exacto, use el diálogo Propiedades. Ahorafijemos la velocidad en x=-1.5, y=0, z=1.7 m/s. Luego, agreguemos marcas de calibración a lacurva de movimiento de la bola. Haga clic en la bola con el botón derecho del mouse y en elmenú contextual elija el comando Trayectoria/Puntos. Así, el cuerpo deja marcas a lo largo desu trayectoria lo que permite examinarla. Comience la simulación. La bola cae a la mesa enun arco parabólico, rebota y luego de algunos rebotes más cae fuera de la mesa. Detenga la

simulación y presione Restablecer para volver al estado inicial.

Haga clic en el icono (Campo de fuerza) para abrir la ventana Campos de fuerza. Aquípuede definir todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo: fuerza gravitacional,fuerza de Coulomb y resistencia fluida. Se puede ver que la gravedad se fija a aceleraciónconstante y su valor es g= 9.81m/s2 al igual que en la superficie de la Tierra. Ésta es laconfiguración predeterminada en un nuevo experimento.

Intente el experimento con la gravitación definida en “ninguna”. Haga clic en el botón OK yvea qué sucede. La bola se mueve a lo largo de una línea constante con velocidad constante yno caerá de la mesa.

Detenga la simulación y regrese al estado original haciendo clic en el botón Restablecer.Ahora agregamos una fuerza constante que actúe sobre la bola. Seleccione el cuerpo y haga

clic sobre el ícono Fuerza en la ficha Dinámica de la barra de herramientas Objetos.En la ventana 3D puede ver el vector de fuerza azul que se origina en el centro de masa delcuerpo. Puede alterar el vector de fuerza de la misma manera que vimos anteriormente con elvector de velocidad. Haga clic en la punta del vector para definir su dirección y en el eje paradeterminar la energía de la fuerza.


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Agregue una fuerza más al cuerpo

Haga doble clic sobre la flecha azul de la Fuerza para abrir la ventana de diálogo Propiedades.En este diálogo puede determinar los parámetros de la fuerza. Defina las dos fuerzasconstantes con la ayuda de este panel. El primer vector debe ser una fuerza de 1N y sudirección x = 0, y = 0, z = -1, apuntando hacia abajo. La fuerza del segundo vector debe ser2N y su dirección x=1, y=0, z=0, (horizontal).

Comience la simulación y observe que la velocidad del cuerpo cambia en forma lineal,indicando una aceleración constante. El movimiento del cuerpo estará en una zona planaporque no hay ni velocidad ni fuerza en la dirección y.

Hagamos algunos diagramas del componente vertical del movimiento. Haga clic en el íconoDiagrama en la barra de herramientas de la ventana de descripción. Se mostrará el diálogo del

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diagrama donde podrá definir las curvas.

Seleccione Bola/Posición/nodo z y haga clic en el botón Nuevo. Esto define una nueva curvaque trazará el componente z de la posición versus tiempo. Haga clic en el botón OK y ubiqueel diagrama en la ventana de Descripción. Puede modificar los valores del eje del diagramahaciendo doble clic.

Para comparar la curva teórica con la curva calculada por Newton, puede trazar los resultadosanalíticos y numéricos en un solo diagrama. Primero, intentaremos encontrar la soluciónanalítica a este problema.

No hay una fuerza gravitacional por lo que sólo dos fuerzas constantes aceleran el cuerpo. Yaque la fuerza mayor no contiene un componente en la dirección vertical (z), necesitamosconsiderar únicamente la fuerza menor. Es decir, el componente de la fuerza Fz = 1.7 (N)

actúa sobre el cuerpo y lo acelera en la dirección z. El objeto tiene una velocidad inicial de vz= 1(m/s) y una posición inicial de z = 0.5 (m) (parámetros fijados anteriormente).

De acuerdo con la segunda ley de Newton ( F = ma) ), la aceleración es:

a = F / m = -1 (N) / 0.1 (kg) = 10 (m/s2)

Luego, necesitamos la expresión que describe la función posición versus tiempo de un objetocon una aceleración constante. La función es la siguiente:

s = 1/2at2 + v0t+s0,

Sustituyendo los valores:

s = -5t2 + 1.7t+0.5,

Para esta ecuación coloque una curva en el diagrama. Haga doble clic en el área del diagrama(no lo haga sobre un eje o una curva ya que esta acción mostraría los cuadros de diálogo eje ycurva). En la ventana propiedades del diagrama haga clic en el botón Editar. La parte superiorde la ventana cambia, la vista jerárquica del objeto desaparece y se muestran los dos camposde edición en donde puede definir directamente la expresión al diagrama.

Si hace clic en la curva que creó con anterioridad verá las dos expresiones de esa curva.Necesita colocar las nuevas expresiones. Haga clic en la curva nueva y escriba en el campo deedición del eje horizontal:

tiempo

Y en el campo de edición del eje vertical:

-5*time^2+1.7*time+0.5,

Newton requiere este formato. El siguiente formato es quizás más conocido, pero ambosdefinen la misma ecuación,

ecuación -5*t2 + 1.7*t+0.5.

Un modo alternativo y más elegante de definir esta curva para el diagrama, es guardar el valorinicial de la posición y velocidad de la bola en lugar de escribir directamente los valoresnuméricos (1.7 y 0.5) en las expresiones. Para hacer esto tenemos que utilizar la formamultilínea:


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var p0,v0 : vector;begin if StartTime = Time then begin p0 := bola.p; v0 := bola.v; end; result := -5*time^2 + v0[3]*time+p0[3];end.

Aquí puede ver dos variables, la p0 y v0 que tienen el tipo de vector. Guardamos elvalor inicial de la velocidad y posición de la bola en el primer momento, cuando elTiempo Inicial es igual a Tiempo. Las variables p0 y v0 se usan entonces en la fila'resultado :=...'. Puede obtener más información acerca de cómo escribir código,consultando el capítulo Intérprete de Newton.

Si utiliza esta última definición de curva puede modificar libremente la posición y lavelocidad de la bola porque la curva teórica usará siempre los valores modificados ylos mantendrá superpuestos con la curva de la simulación.

Cambie los atributos de la curva anterior para diferenciarla de la nueva curva.Seleccione la curva y haga clic en el botón Propiedades… En la venta de diálogo dela curva defina el color de la misma en amarillo y el ancho en tres.

Cierre los diálogos y comience la simulación. Si todo se ha realizado correctamente,las curvas teóricas y las curvas de simulación se superpondrán exactamente unasobre otra.

4.3 Acoplamiento

En Newton, es posible acoplar dos o más cuerpos firmemente uno con otro. Ahora loscuerpos van a moverse y a rotar juntos compartiendo una masa agregada y la inercia. Elmovimiento de este ensamblaje es muy similar al de un cuerpo simple excepto que laspropiedades físicas de los dos cuerpos pueden ser diferentes. Considere dos cubos condiferentes coeficientes de fricción. Ponga los cubos sobre la mesa y empújelos; haga lo mismocon la superficie del otro cubo orientado hacia abajo. Advierta que la fuerza de fricción serádiferente dependiendo del lado que está en contacto con la mesa.

En este capítulo aprenderá a construir un giroscopio con un ladrillo y una cápsula sujetos unoa otro con firmeza. El objeto dinámico que creará de esta manera se denomina Acoplamiento.

1. Seleccione un ladrillo y una cápsula de la barra de Objetos y colóquelos en la escena.Cambie los colores, la cápsula al rojo y el ladrillo al celeste.

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2. Cambie el tamaño de los cuerpos. El diámetro de la cápsula debe ser de 0.03 m, y el largode 0.3 m. El lado del ladrillo debe ser x, y =0.4m, z=0.03m.

3. Seleccione un Acoplamiento de la barra Objetos y colóquelo en la ventana 3D.

4. Seleccione los tres objetos con el mouse y presione el ícono (Vincular a…). Esto haceque los dos cuerpos se vinculen al Acoplamiento. La posición del Acoplamiento será elcentro de la masa de los dos cuerpos.

5. En el modo Físico, al arrastrar cualquiera de los dos objetos arrastra al otro consigo. Laposición relativa de cada uno de los cuerpos sólo puede ajustarse en el modo geométrico,

haga clic en el ícono geométrico. Ubique los dos objetos según la figura siguiente.

6. Asigne una velocidad inicial al giroscopio. Dado que los cuerpos no tienen velocidadindependiente, sólo colectiva, sus velocidades no pueden modificarse de forma individualen la ventana Propiedades. La velocidad de arrastre puede cambiarse en la ventanaPropiedades del Acoplamiento, en la página velocidad. Fije los valores a (-60,10, 750) –re.Los dos primeros valores implican un pequeño cambio en la rotación exacta alrededor deleje z, lo que hace más interesante el movimiento del giroscopio.

7. Comience la simulación.

4.4 Experimentos con resortes

En este experimento, una fuerza actúa sobre un cuerpo por medio (vinculado) de un resorte.La fuerza del modelo de resorte en Newton está compuesta por dos partes; la primera es unafuerza lineal en elongación que tiende a volver el resorte a su longitud sin tensión. Ensegundo término la fuerza supera la fricción y es proporcional a la velocidad del cuerpo.Expresado en una ecuación:

Aquí Dx es la diferencia entre la longitud actual y la longitud sin tensión, D es la rigidez, v esla velocidad y b es el coeficiente de fricción.

El comportamiento y uso del objeto resorte se explica en dos ejemplos. En el primero, fijamosel resorte a un soporte y lo vinculamos a una bola para examinar la oscilación armónica.


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1. Coloque un resorte y una bola en la escena haciendo clic en el íconocorrespondiente de la barra de herramientas Objetos.

2. Seleccione ambos objetos, el resorte y la bola, al mismo tiempo y haga clic en el ícono (Vincular a ...) Esto vincula el resorte a la bola. Tenga en cuenta que puede seleccionar dosobjetos al mismo tiempo si selecciona el primero y después hace clic en el segundomientras presiona la tecla CTRL.

3. Para definir los parámetros del resorte, haga doble clic en él y aparecerá la VentanaPropiedades. Configure la Rigidez de la fuerza en 35N/m, y la longitud sin tensar en 0.4 m.

4. Cambie la página Ubicación desde la ventana Propiedades haciendo clic en el ícono (Ubicación). Defina el componente z de posición del resorte en 0.8 m.

5. Ubique la bola debajo del resorte y levántela. Puede hacer esto presionando el ícono (mover hacia arriba/ abajo). Esto limita el movimiento de la bola sólo hacia arriba y haciaabajo.

6. Vaya a la página de inercia de la ventana propiedades y configure la masa de la bola en0.5kg.

7. Empiece la simulación presionando el botón. .

Tenga en cuenta que el extremo del resorte que no está vinculado quedará en reposo durantela simulación.

Incluyamos un soporte en nuestro experimento.

8. Elija un soporte de la barra de herramientas Objetos en la escena .

9. Arrastre el resorte debajo del Soporte y levántelo hasta que toque la barra del soporte.

10.Ancle el resorte al soporte. Seleccione el resorte. Después haga clic en el ícono y luegosobre el soporte. Si ahora mueve el soporte arrastrará también al resorte. Para cancelar elanclaje, debe seleccionar primero el cuerpo, luego presionar el ícono ancla y hacer clic encualquier lugar del fondo de la escena. Puede incluso trabajar con anclas desde la páginaUbicación de la ventana Propiedades.

11.Puede cambiar el ancho del resorte. Presione el ícono y mueva el cursor hacia elresorte. Ajuste el ancho del resorte moviendo el mouse hacia arriba y abajo. Tenga encuenta que esta acción sólo cambia la apariencia, no el comportamiento mecánico.

12. Empiece la simulación con el botón. (Ejecutar)

Por defecto la configuración de la amortiguación es cero, es decir que no hay amortiguación.Puede definir el coeficiente de amortiguación desde la página Resorte de la ventanaPropiedades mediante un doble clic en el resorte. Pruebe con el valor 0.1

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La longitud sin tensar del resorte se puede definir mientras se está visualizando la ventana 3D.Levante la bola a la posición deseada sin tensar, haga clic en el resorte con el botón derechodel mouse y seleccione el comando longitud sin tensar desde el menú contextual. Esto dacomo resultado la medida real del resorte que es también la medida sin tensar.

El siguiente ejemplo es más complejo, ya que se usan tres bolas y tres resortes.(Springs_with3ball.ex)

1. Cree un nuevo ejemplo y ubique tres bolas y tres resortes sobre la mesa.

2. Configure la masa de las tres bolas en 0.1 kg y la longitud sin tensar del resorte en 0.6 m

Vincule las bolas al resorte como se muestra en la pantalla de la izquierda.

3. Comience la simulación.

En este ejemplo el sistema de resorte-bola es simétrico. Puede modificar las longitudes sintensar y las masas para probar variantes de este ejemplo.


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4.5 Movimiento a lo largo de una línea recta.

Con frecuencia desearemos examinar problemas donde el movimiento se limita a una soladimensión. Hay una restricción en Newton que reduce el caso de seis grados de libertad a sólouno. Este objeto es una restricción y se llama Deslizador. Su función es forzar al objeto apermanecer en una línea recta.

Si unimos dos cuerpos usando un Deslizador, se moverán juntos excepto por la distancia entreellos, la que puede variar libremente. Esto sucede aún si los cuerpos están ensartados en uneje los que sólo pueden deslizarse a lo largo de este.

Esta restricción es apropiada para examinar el movimiento en una sola dimensión. En esteejemplo, una bola y un resorte nos permitirán examinar la oscilación armónica en una soladimensión.

Comencemos por crear un ejemplo (1DResorte.ex).

1. Coloque una bola y un deslizador en la escena.

2. Seleccione la bola y cámbiele el color a rojo en la página (Apariencia) de la ventanaPropiedades.

3. Seleccione el deslizador y la bola y haga clic en el ícono (Vincular a...), para colocar labola en la restricción.

4. Coloque otra bola en la escena y cámbiele el color a amarillo.

5. Aumente la masa de la bola amarilla a 2 Kg. en la página (Inercia) del DiálogoPropiedades.

6. Una la bola al deslizador; seleccione ambos y haga clic en el ícono (Vincular a...).

7. Coloque un (Resorte) en la escena y una sus extremos a los dos cuerpos.

(Seleccione todo junto y haga clic en el ícono ).

8. Defina en cero el coeficiente de fricción de los cuerpos.

9. Comience la simulación (Ejecutar).

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Explore este experimento incrementando la rigidez del resorte (vea el capítulo ‘Experimentoscon resortes’).

4.6 Movimiento circular

El objeto dinámico llamado Bisagra restringe el cuerpo a moverse en una trayectoria circular.Si vinculamos dos cuerpos a la bisagra, modelaremos el acoplamiento que se utiliza para lasruedas traseras de los autos.

Utilicemos una bisagra para construir un péndulo. (Pendulum.ex).

1. Seleccione un soporte , una bola y una bisagra de la barra Objetos.

2. Levante la bisagra hasta el extremo del eje horizontal del soporte.

3. Ancle el resorte al soporte. Seleccione la bisagra, haga clic en el ícono (Anclar a...) einmediatamente haga clic en el soporte

4. Seleccione la bola y la bisagra y haga clic en el ícono para unirlas.

5. Cambie al modo geométrico y ajuste la longitud de la vara de la bisagra levantando losobjetos.

6. Regrese al modo físico y defina el ángulo inicial de oscilación.

7. Comience la simulación ( ).


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Vaya a la ventana Propiedades donde se definen los parámetros de la bisagra. Puede trazarcualquiera de estos parámetros en un diagrama y acceder a ellos desde el diálogo Diagrama.En la ventana de diagrama anterior presentamos una curva que muestra el ángulo deoscilación del péndulo.

4.7 Movimiento sobre una superficie esférica

Puede restringir un cuerpo a la superficie de una esfera si vincula el cuerpo a una juntaesférica. Una junta esférica restringe la bola a permanecer a una distancia constante desde unpunto; sin embargo, el cuerpo puede rotar libremente alrededor de la junta.

Podemos hacer otro péndulo, en este caso usando una junta esférica.(Pendulum_withballjoint.ex).

1. En la escena 3D coloque un soporte , una bola y una junta esférica desde la barra de herramientas Objetos.

2. Seleccione la junta esférica, haga clic en el ícono (Anclar a ...) e inmediatamente hagaclic en el soporte.

3. Seleccione la junta esférica y la bola y haga clic en el ícono para unirlas.

4. Cambie al modo geométrico para ajustar la posición de la bola. Colóquela debajo de lajunta esférica.

5. Vuelva al modo físico y arrastre la bola a su posición inicial.

6. Defina la velocidad inicial de la bola. Si no hace esto, la bola oscilante se mueve en unplano. Ahora queremos que el plano de la bola oscilante rote. Para lograrlo, asigne unavelocidad a la bola perpendicular a este plano.

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7. Comience la simulación haciendo clic en el ícono (Ejecutar).

En la ventana Propiedades, puede definir todos los parámetros de la junta esférica a valoresexactos. Cualquiera de estos parámetros puede graficarse como curvas en el diagrama. Laimagen anterior grafica la posición de la bola en el plano x–y.

4.8 Plano inclinado

Los Objetos extras son los cuerpos simples y objetos dinámicos que a menudo se utilizan enlos experimentos. Los encontrará en la barra Objetos. El plano inclinado es un objeto de estetipo. Consiste en un rectángulo, una bisagra y una base de plano inclinado. Tiene su propiaventana Propiedades de Objeto donde pueden definirse el ángulo, el coeficiente de fricción, yla elasticidad del plano inclinado.

Construyamos un ejemplo utilizando un plano inclinado simple (Incline.ex).

1. Haga clic en el ícono en la barra de herramientas de Objetos.


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2. Defina la mesa junto al plano inclinado de manera tal que los objetos que se deslizan haciaabajo aterricen sobre la mesa.

3. Defina el ángulo del plano inclinado moviendo la superficie plana de éste.

4. Agregue un ladrillo al experimento.

5. Cambie su color desde el panel (Apariencia) .

6. Enderece el ladrillo que está en el plano inclinado hasta que la superficie de su base seadapte a la superficie del plano inclinado perfectamente.

7. Defina el coeficiente de fricción. Haga doble clic en el cuerpo, el plano inclinado y la mesay defina los valores necesarios en la ventana Propiedades de Objetos.

8. Comience la simulación haciendo clic en el botón (Ejecutar).

4.9 Movimiento Planetario

Hasta ahora, sólo hicimos experimentos en el campo de fuerza gravitacional de la Tierra. ConNewton es posible definir el campo gravitacional y así, los cuerpos se atraen unos a otros

según la ley de gravitación de Newton . Esto nos permite demostrar el movimientoplanetario. En este capítulo mostraremos en detalle los pasos necesarios para simular nuestroSistema Solar (InnerPlanets.ex). Esta simulación es completamente diferente a las que vimoshasta ahora, porque los valores de las coordenadas de distancia y las magnitudes de tiemposon ampliamente superiores. Trate de imaginar las inmensas distancias que separan a losplanetas y las escalas de tiempo de sus períodos. El objetivo principal de este experimento es

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definir las magnitudes de tiempo y parámetros de espacio.

1. Cree un nuevo ejemplo y ajuste en falso el parámetro de visibilidad de la mesa.

2. Haga doble clic en un área abierta del fondo de la ventana 3D. Cuando aparezca la ventanaPropiedades, seleccione el cielo nocturno estrellado.

3. Defina el valor Dimensión en 1012

(escriba: 1e12) en el diálogo Configuración de ventana

3D del menú Ver. Esta configuración afecta los movimientos del mouse en la ventana3D. Los valores superiores permiten que el movimiento del mouse cubra distancias muchomás grandes en el espacio virtual. Puede viajar millones de kilómetros virtuales con unsimple movimiento del mouse.

4. Defina la fuerza gravitacional para el planetario en el menú Simulación del diálogo Campos de Fuerza.

5. Cambie el sistema de unidad a astronómico seleccionándolo de la caja combinada en eldiálogo Unidades del menú Simulación.

6. En el comando Configurar... del menú Simulación, active el diálogo Configuración ydetermine el tiempo virtual en un día y el escalón de tiempo en 0.01 por día.

7. Haga clic en el ícono (Planeta) en la ficha de objetos extra en la barra Objetos.

8. Seleccione el objeto esfera y haga doble clic sobre ella para abrir la ventana Propiedades.Elija uno de los planetas o el sol de la caja combinada Nombre del Objeto. Newtonconfigura automáticamente las propiedades reales de los cuerpos astronómicos.

9. Inserte tantos objetos como desee (sin olvidarse del Sol), repitiendo el paso anterior.

10.Las dos barras de seguimiento en la ventana Propiedades son útiles para cambiar lasescalas del Sol y los planetas. Advierta que esta escala no altera la masa o los parámetros dedensidad. Está hecho sólo para mejorar la vista del sistema solar.

11.En la parte inferior del panel, usted puede definir la Fecha, lo que afectará las posicionesde todos los objetos.

12.Elija una buena ubicación en el universo donde pueda ver todos los objetos y ejecute lasimulación.

Nota: Durante la edición de este experimento, es posible introducirse dentro de unobjeto sin advertirlo mientras se mueve la cámara y, por supuesto, no podemosencontrar ese objeto porque desde adentro es transparente. Si esto ocurre, utilice loscontroles de posición o la ventana de propiedades de la cámara para salir delobjeto.


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4.10 Examen de los circuitos de CD

En este ejemplo se confecciona un circuito en serie simple con un resistor de 2 ohmios, unamperímetro y una batería de 4.5V.

Siga los siguientes pasos para crear este circuito.

1. Haga clic en la pestaña Electricidad I en Objetos de la barra de herramientas donde seencuentran las piezas eléctricas básicas tales como resistor, lámpara y conmutador.

2. Coloque un resistor, un conmutador, un amperímetro y una

batería en la ventana 3D.

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3. Conecte estas piezas con cable. Para conectar las piezas, mueva el cursor sobre el nodo depin apropiado hasta tanto aparezca un pequeño icono con forma de lápiz. Cuando aparece ellápiz, haga clic con el botón izquierdo del ratón, dibuje el cable y haga clic nuevamente conel botón izquierdo en el punto extremo. Tenga en cuenta que también puede dibujar el cablehaciendo clic y manteniendo apretado el botón izquierdo del ratón y soltándolo cuando elcursor esté sobre el punto extremo apropiado. El color del cable cambia a blanco cuando elcursor está sobre el punto extremo. Tenga en cuenta que mientras los métodos de dibujodescritos anteriormente son adecuados para dibujar con el ratón, en el caso decomputadoras con pizarras o tablas interactivas digitales generalmente se puede usar solouno de estos métodos.

4. Para definir los valores requeridos del resistor en 2 ohmios, haga doble clic en el resistor,ingrese 2 en el campo Resistencia y presione OK.

Ahora ya completamos nuestro circuito simple. Para probar la operación, mueva el cursorsobre el conmutador y cámbielo haciendo clic en el botón. El medidor de corriente mostrará4.5/2 = 2.25A de acuerdo con la ley de Ohm.

4.11 Examen de los circuitos de CA

Con Newton se puede construir y también examinar los circuitos de CA.

En nuestro ejemplo, crearemos y examinaremos un circuito RC usando el Generadorsinusoidal y el Osciloscopio de Newton.

1. Coloque un resistor y un capacitor de la barra de herramientas ElectricidadI, luego haga doble clic en estas piezas y defina sus valores en 500 ohmios y en 1uF

respectivamente. Haga clic en la pestaña Electricidad II, donde se encuentran el

generador y el osciloscopio.


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2. Coloque un Generador y un Osciloscopio en la ventana 3D. Haga doble clic en estosinstrumentos y defina la amplitud del Generador en 2V, la frecuencia en 500Hz y elTiempo/Div del Osciloscopio en 0.0005s.

3. Dibuje los cables. Conecte a tierra el Osciloscopio y el Generador. Conecte un extremo delresistor a la salida del Generador y el otro extremo al capacitor. Conecte el otro extremo delcapacitor al cable a tierra del osciloscopio. Ahora solo los dos canales del osciloscopio estaránconectados. Conecte uno de ellos al punto común del resistor y del capacitor, y el otro alextremo del resistor que se conecta a la salida del generador. Las formas de onda respectivasaparecerán inmediatamente en el Osciloscopio.

4. También puede colocar las formas de ondas en un diagrama en la ventana Descripción.Haga clic en la casilla de verificación Editar de la ventana Descripción y luego en el iconoOsciloscopio en la barra de herramientas vertical de esa ventana. El diagrama se adjuntará alcursor, presione el botón izquierdo del ratón para ubicarlo. Haga clic y arrastre un cuadro detamaño para la medida.

En pantalla se muestran tanto en el Osciloscopio como en el diagrama, el voltaje de salida delgenerador y el voltaje del capacitor. Las diferencias en la amplitud y en la fase son claramentevisibles.

4.12 Mecanismos

Use la pestaña Mecanismos de la barra de herramientas para realizar sistemas de engranajes.Realice un sistema que contenga un engranaje de 64-dientes y otro de 32-dientes que seactiven mediante un motor eléctrico.

Newton v3.040

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1. Coloque un soporte en la mesa haciendo clic en el icono de la barra deherramientas.

Coloque un motor, un engranaje de 64 y uno de 32-dientes;extráigalos de Mecanismos de la barra de herramientas.

2. Inserte un eje en el soporte. Haga clic en el icono de la barra de herramientas. Eleje se colocará sobre la mesa. Mueva el eje hacia el soporte. Este se ubica automáticamentecuando se acerca al centro del soporte.

3. Coloque de manera similar el engranaje de 64-dientes en el centro del eje. Si mueveel engranaje cerca del centro del eje, se adjuntará automáticamente.

4. Conecte el otro engranaje de 32-dientes al motor.

5. Una los dos engranajes. Si los dientes no calzan, puede hacer girar levemente losengranajes con la ayuda del ratón. Mueva los engranajes arrastrando el soporte. Es más fácilunir los engranajes si cambia a la vista planar (p. ej. XY).

6. Para accionar los engranajes con el motor, conecte un conmutador y la batería de 4.5V almotor.

7. Inicie el simulador haciendo clic en el conmutador.


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4.13 Ópticas

Otra parte interesante de la física es la óptica. Con Newton es posible configurar diferentessistemas ópticos y mostrar una vista real con el motor de trazado de rayos de Newton. Loselementos ópticos se encuentran en la pestaña Óptica de la barra Objetos. Los bloques deconstrucción son: diferentes lentes, espejos, prisma, emisor de rayos, canvas.

.

En este ejemplo crearemos y examinaremos un sistema óptico con lentes convergentes ycanvas.

1. Ubique un banco óptico en la escena, haciendo clic en el icono .

2. Seleccione Lentes convexas , un lienzo y un sujetador del objetivo

de la barra de herramentas de Óptica.3. Ubique las lentes, el canvas y el sujetador de objetivo en el banco óptico moviendo las

lentes, etc. hasta el banco óptico, que se colocará automáticamente cuando esté losuficientemente cerca del banco.

4. Ubique el cuerpo (por ejemplo el tetraedro) en la escena desde la barra de herramienta decuerpos. Ubique el cuerpo moviéndolo cerca del sujetador de objetivo. El cuerpo se fijaráautomáticamente cuando se acerque lo suficiente. Puede mover los objetos sobre el bancocon el mouse.

Newton v3.042

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5. Haga clic en el icono Trazo de rayo para observar el ejemplo óptico.

Hay tres tipos de métodos de trazado de rayo.

· Trazado de rayo luego de cambiar la vista de la cámara (rápido)

· Trazado de rayo solo para elemento óptico (medio)

· Trazado de rayo siempre (lento)

4.14 Sistema de braguero

Con Newton es posible construir bragueros y además, hacer el análisis de estática. Los elementos estáticos se encuentran en la pestaña Estática dentro de la barra Objetos Losbloques de construcción son:

Junta estática fija , junta estática con 3 grados traslacionales de libertad , junta

estática con 3 grados traslacionales de libertad . Junta estática con 6 grados de

libertad , Peso , Fuerza , Torsión , Medidor de carga .

A continuación, crearemos y examinaremos un braguero.

1. Posicione cuatro juntas estáticas fijas sobre la mesa, haciendo clic en el icono.2. Haga doble clic en las juntas para abrir el cuadro de diálogo Propiedades. Luego, determine


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la posición de las juntas. Primeta junta: x = 0.1m y = 0.1m, segunda junta x = -0.1m y =0.1m, tercera junta x = 0.1m y = -0.1m y la cuarta junta a x = -0.1m y y = -0.1m

3. Obtenga cuatro juntas estáticas con 6 grados de libertad desde la barra de objetos ycolóquelas en la escena.

4. Determine la posición de las cuatro juntas azules similares a las juntas rojas.5. Conecte una junta a la otra presionando el botón izquierdo del mouse en la parte similar a

un pin transparente de la junta, luego mueva el cursor sobre otra junta. Cuando deja depresionar el botón izquierdo del mouse, aparecerá el hierro en I.

6. Construya un sistema como el que se puede observar en la siguiente imagen, repitiendo elproceso en el paso previo con el resto de las juntas.

7. Coloque un peso a uno de los hierro en I horizontales haciendo clic primero en el hierro y

luego en el icono Peso de la barra de Objetos.8. Coloque un Medidor de carga a uno de los hierros verticales seleccione el hierro y luego

haga clic en el Medidor de carga de la barra de Objetos.

9. Haga clic en el icono Estática para calcular las fuerzas y las deformaciones.

Newton v3.044

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4.15 Problemas

Este capítulo muestra cómo empezar con un archivo de ejemplo existente y transformarlo enun archivo de problema nuevo.

Tal como con los archivos de ejemplo, los archivos de problemas contienen ventana(s) 3D enla que se muestran el problema y las ventanas de descripción. Los problemas se puedenpresentar usando los dos tipos de ventanas. Puede incluso utilizar la ventana de descripciónpara presentar algunas pistas o incluso una solución para ayudar a resolver el problema.

Ahora transformaremos el ejemplo de caída libre en un problema. La tarea del alumno esresponder algunas preguntas. Siga los siguientes pasos:

1. Abra el archivo Freefall.ex.

2. Elimine todo el texto excepto el título.

3. Coloque el siguiente texto debajo del título:

'Se deja caer un cuerpo desde una altura de 2 metros'.4. En la primera pregunta (problema a) el alumno debe elegir el valor correcto entre las

posibles respuestas. El texto de la pregunta es:

Determine la aceleración de la gravedad en la Tierra.

Utilizaremos (botones de radio) para hacer de esto un problema de elección múltiple. Losbotones de radio están en la barra de herramientas Descripción. Coloque uno en la ventana dedescripción y haga doble clic en él. Aparecerá el diálogo Propiedades del botón de radio conel que puede ajustar todas las configuraciones. Ingrese tres respuestas en la lista: 2, 9.81, 100.


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Una de éstas tiene que ser la respuesta correcta. Debe indicarle al programa cuál es larespuesta correcta. Seleccione el campo Valor correcto y escriba el número de línea quecontiene el valor correcto. Newton le permite calcular los puntajes, una función importante almomento de crear un conjunto de problemas.

5. La segunda pregunta (problema b) consistirá en calcular del tiempo que le toma a la bolacaer al piso. El texto del problema es:

Calcule el tiempo que le toma a la bola llegar al piso.

Utilice el elemento (campo de edición) para este tipo de problemas.

Haga clic en el ícono de la barra de herramientas, póngalo en la ventana de descripción y hagadoble clic en él. En la ventana Propiedades, elija la opción Usar en cuestionario paraingresar el valor correcto (0.64 segundos en este problema) y asigne una tolerancia de 0.03.(Esto significa que el error aceptable es 0.03/0.64 = 5%). Finalmente, ingrese el valor enpuntos para este problema.

6. La tercera actividad (problema c) consiste en responder sí o no a una pregunta. El texto delproblema es:

Si la respuesta es correcta, tilde la casilla.

Para esta prueba de opción múltiple, el mejor elemento descriptivo es el componente casillade verificación.

Haga clic en el ícono de la barra de herramientas y colóquelo en la ventana dedescripción.

Démosle una leyenda que sostenga una verdad cuestionable. Haga doble clic en la casilla deverificación para que aparezca la ventana Propiedades. Ingrese la leyenda:

La aceleración de la bola no depende de su masa.

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Marque el valor correcto de este enunciado en verdadero, e ingrese el puntaje para esteproblema.

7. Para controlar los resultados, ubique un botón haciendo clic en el icono . Haga dobleclic en el botón y se mostrarán sus Propiedades. Aquí se puede configurar la leyenda, eltamaño, la posición y todo lo que sea importante para nosotros: Se puede configurar accionesque sucederán cuando se pulse el botón. Seleccione "Controlar problema" de la cajacombinada que se encuentra en la parte inferior de la página, haga clic en Agregar y luego en"Ejecutar simulación" y pulse nuevamente Agregar.

8. Es posible dar pistas para ayudar al alumno a resolver el problema.

Haga clic en el ícono (Crear una página nueva) que está en la parte inferior de la ventanade descripción. Cada vez que hace clic en este ícono, se crea una nueva página. Puedeeliminar la página actualmente en pantalla con el icono (Eliminar página actual). Puedepasar de una página a otra con el ícono . Para indicarle al programa que la páginacontiene una pista, debe cambiar el tipo de la página creada recientemente. Haga clic en laventana de descripción con el botón derecho del mouse y del menú contextual elija elcomando Configurar página como/Pista. El sistema de puntaje de Newton le permite fijar unasanción cuando el alumno necesita una pista. Su puntuación se reducirá en un porcentajedeterminado. Para definir este número, haga clic en la ventana de descripción con el botónderecho del mouse, y elija el comando Reducción de puntaje por pistas...del menú contextual.

9. Es posible también dar la solución completa. Sin embargo, si el estudiante la consulta, elpuntaje en este problema será cero. Cree una página nueva , escriba la solución y hagaclic con el botón derecho en la ventana de descripción. En el menú contextual elija elcomando Configurar página como/Solución.


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10. Al completar el archivo de problema, puede guardarlo. En el diálogo Guardar, cambie elfiltro del tipo de archivo a ‘Archivo de problema Newton*.pb’.

La próxima vez que abra el archivo, Newton determinará automáticamente que se trata de unarchivo de problema y cambiará al modo de resolución del problema. Se prohibirá todaoperación de edición y en lugar de la barra Objetos, Newton presentará el control Problema.La respuesta del alumno se puede ingresar a través de los elementos interactivos y las pistas ysoluciones se pueden buscar usando los dos botones de la barra de estado de la ventana dedescripción. Para evaluar un valor ingresado por el alumno, haga clic en el botón Enviar en labarra de herramientas Problema.

Para volver al modo edición, haga clic en el comando Edición del menú Problema. El ingresoal modo Editar está protegido con una contraseña de modo que los alumnos no puedencontrolar sus respuestas o manipular el examen de alguna otra forma. Existe una solacontraseña para todos los problemas. El valor predeterminado es ‘Newton’ y por supuesto,puede cambiarlo. Si olvida su contraseña, instale nuevamente Newton (teniendo cuidado deno sobrescribir sus archivos de experimento y problemas) para definir la contraseña de nuevoal valor predeterminado.

Si tiene varios archivos de problemas que incluyen el mismo material, puede agruparlos yhacer un conjunto de problemas. El conjunto de problemas resultante puede utilizarse paraevaluar al alumno. Haga clic en el comando Archivo/Administrador de Conjunto deproblemas, para activar el cuadro de diálogo en la que podrá definir los detalles del conjuntode problemas. La extensión de un archivo de conjunto de problemas es ‘*.pbs’.

Parte

V

Uso de Newton en detalle 49

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5 Uso de Newton en detalle

En este capítulo vamos a presentar y explicar las herramientas de Newton y sus usos. Loguiaremos por los objetos que se utilizan para hacer los experimentos y le explicaremos susfunciones y propiedades. Le mostraremos cómo usar los objetos de manera rápida y sencillapara crear simulaciones precisas, estables y veloces.

También aprenderá a crear eficaces ventanas de descripción usando diagramas, textosexplicativos y elementos interactivos. Lo demostraremos creando archivos de salidaformateados como un archivo modelo vrml o como un archivo de video avi.

Para crear un nuevo experimento haga clic en el ícono Nuevo de la barra de herramientaestándar o en el comando Nuevo del menú Archivo. Puede guardar el archivo actual

utilizando el ícono Guardar o con el comando Guardar del menú Archivo.

5.1 Objetos: Bloques de construcción virtual de Newton

Normalmente usamos varios elementos para llevar a cabo nuestros experimentos; a estoselementos los llamamos Objetos.

Los Objetos se pueden clasificar en los siguientes grupos:

· Cuerpos simples (ej. bola, ladrillo, octaedro)

· Objetos dinámicos (ej. fuerza, resorte, juntas)

· Objetos extras (ej. plano inclinado, subibaja, auto de juguete)

· Objetos del ambiente (ej. mesa, fondo, cámara)

· Elementos suplementarios (ej. trayectoria, vectores de velocidad, puntos)

Los primeros tres grupos se encuentran en la barra de herramientas Objetos. Esta barra tienetres páginas, una para cada grupo. Puede pasar de una a otra haciendo clic en las fichas. Hagaclic sobre el icono si desea agregar un nuevo objeto a la escena. Newton lo ubicatemporalmente en el medio de la ventana.

Los elementos suplementarios no pueden existir si no están incorporados a uno de los cuerpossimples u objetos extras. La trayectoria (que muestra la trayectoria del cuerpo) es un ejemplopara este tipo de objetos. Sus propiedades se definen desde la ventana Propiedades o biendesde el menú contextual de sus objetos “parentales”.

Los objetos del entorno generalmente desempeñan un papel pasivo en el experimento. Elloshacen la escena más atractiva y ayudan en las operaciones de edición. Cuando se realiza unexperimento desde cero, Newton proporciona automáticamente estos objetos (del entorno).

Todos los objetos (excepto los suplementarios) tienen su propio identificador y nombre. Losobjetos extras pueden contener varios cuerpos simples y objetos dinámicos, por lo tanto cadaparte tiene su propio nombre e identificador. ¡El identificador y el nombre no son lo mismo!Cada objeto tiene un identificador único que no es usado por los otros. El identificador es la

Newton v3.050

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combinación de una cadena corta de caracteres (generalmente una palabra corta en inglés ouna abreviatura) y un número. El identificador se usa para definir una curva para losdiagramas, el sitio donde tenemos que identificar un objeto y sus parámetros con claridad.Debido a que estos identificadores generalmente se ubican en fórmulas matemáticas, debemoslimitarnos a usar sólo las letras [a..b] y [A..B] y los números [0..9]. El primer carácter delidentificador no puede ser un número. Los Identificadores de objetos en Newton nodistinguen mayúsculas de minúsculas –redball22 y RedBall22 se interpretan como iguales. Elnombre de un objeto, por el contrario, puede ser cualquiera. Puede contener varias palabras yvarios objetos pueden tener el mismo nombre. En el programa, el nombre y el identificadorgeneralmente aparecen uno al lado del otro:

nombre[identificador]

ej.

Bola de Billar [bola1]

Cuando se crea un nuevo objeto, Newton automáticamente le asigna un nombre eidentificador predeterminados. Si mueve el mouse sobre el objeto, el nombre y elidentificador predeterminados aparecerán en la barra de estado. Para modificar las cadenas,use el comando menú Editar/Cambiar nombre...

Ahora examinemos los objetos de acuerdo a sus categorías.

5.1.1 Cuerpos simples

Las formas de construcción más comunes se encuentran el al página Cuerpos de la barra deObjetos. En Newton, utilizamos el término cuerpo para referirnos a cualquier objeto conmaterial. Este tipo de objeto tiene propiedades de masa, densidad e inercia; los cuerpospueden deslizarse y colisionar unos con otros, pueden tener carga y son afectados por lagravedad. En otras palabras, estos son los cuerpos más conocidos de nuestro mundo común yreal. Newton presenta las siguientes formas básicas:

Hay más modelos de cuerpos en la carpeta de Newton 'models'. Estos archivos tienen la

extensión “.o”. Para explorar estos modelos, haga clic sobre el icono en la páginacuerpos para abrir el diálogo Modelos. Seleccione el modelo de cuerpo y haga clic en el botónOK para crear un ejemplo de ese modelo en la ventana 3D.

Si no encuentra en Newton el modelo del cuerpo que necesita, puede utilizar el software de


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modelado en 3D (ofrecido por otros vendedores) para crear el modelo. El programa que elijadebe permitirle exportar modelos al estándar habitual, denominado VRML 2.0 (Lenguajemoldeado para realidad virtual 2.0)

Observe estos aspectos de creación de modelos:

El cuerpo debe ser de una sola pieza, continua y con superficie cerrada. No interesa si elarchivo vrml contiene varios elementos de forma, pero estos juntos deben formar un polígonode una sola pieza, continua y de superficie cerrada. Además, se deben respetar las siguientescondiciones:

· Los vectores normales de cada cara del polígono deben apuntar hacia afuera.

· No debe haber ninguna cara duplicada.

· Todos los lados de las caras deben conectarse con otra cara.

Si no se dan estas condiciones, los cálculos de volumen y masa no se podrán ejecutar o seránerróneos. El programa no puede convertir una superficie abierta en un cuerpo continuo consuperficie cerrada.

El cuerpo importado obtiene automáticamente las propiedades materiales predeterminadas,los que pueden modificarse posteriormente.

En algunas simulaciones los cuerpos colisionan uno con el otro, lo que requiere generalmenteuna gran cantidad de recursos del procesador y puede disminuir considerablemente lavelocidad de la simulación. Las formas especiales (bola, ladrillo, cilindro, cápsula, etc.) soncalculadas de manera diferente y sus cálculos de colisión se ejecutan más rápido y con mayorprecisión. Las colisiones que involucran a otros cuerpos se calculan de acuerdo a la ubicaciónde los polígonos y el tiempo de cálculo necesario es proporcional al cuadrado del número decaras. Cuando se usan estos cuerpos es conveniente reducir la cantidad de caras. Cuando seaposible, podemos utilizar elementos pasivos de simulación, los que no colisionarán. Paracuerpos pasivos, no es tan importante reducir la cantidad de caras porque sólo los dibujos en3D, que generalmente son rápidos, disminuyen la velocidad, no obstante, ayudados por latarjeta gráfica de la PC, esa disminución no es notoria.

5.1.2 Objeto dinámico

En Newton las restricciones y fuerzas que actúan sobre un cuerpo pueden ser definidas porelementos dinámicos colocados en la ventana 3D y vinculados a los cuerpos. Estos objetos, apesar de aparecer en la ventana 3D, no tienen propiedades materiales y no pueden colisionarcon otros cuerpos. La forma que tienen sólo sirve para ilustrar su funcionalidad y ayuda aentender la configuración del experimento.

Los siguientes objetos dinámicos pueden usarse en nuestras demostraciones:

· fuerza, torsión

· resorte:

· restricciones: junta esférica, bisagra, deslizador

· acoplamiento

Newton v3.052

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Todo objeto dinámico tiene que estar vinculado a uno o más cuerpos para tener un efecto. Lafuerza constante o una torsión se pueden asignar solamente a un cuerpo, mientras que losresortes y juntas pueden controlar el movimiento de dos cuerpos simultáneamente. Estosobjetos tienen dos conectores, pero también funcionan con un cuerpo conectado, en este caso,el conector libre se fijará a su posición actual. El acoplamiento sujeta como mínimo doscuerpos pero es posible realizarlo con cualquier cuerpo. Los cuerpos pegados se comportaráncomo uno durante la simulación.

Por defecto todas las conexiones dinámicas se visualizan y aparecen en la ventana 3D. Notará“varas simbólicas” entre los centros de masa del cuerpo y el objeto dinámico. Cabe destacarnuevamente que ellas son sólo varas virtuales entonces, por ejemplo, carecen de propiedad demasa y de capacidad para colisionar. La vara sólo muestra la relación entre dos objetos ypermite comprender mejor la escena. Puede ocultar la vara simbólica haciendo clic sobre ellay desactivando el comando visible en el menú contextual.

En la siguiente sección, examinaremos las funciones de estos elementos para conocer mejorsus usos.

5.1.2.1 Fuerza constante

De acuerdo con la segunda ley de Newton, una fuerza constante acelera un cuerpo. Para creary adjuntar una fuerza constante nueva, seleccione el cuerpo y haga clic en el botón Fuerza dela barra de herramientas (en la ficha Dinámica). Un vector azul, que se inicia en el centro demasa del cuerpo, aparecerá en la ventana 3D.

Puede modificar su dirección y magnitud con el mouse (ver capítulo Edición de vectores), oajustando los parámetros respectivos en el panel Fuerza de la ventana Propiedades. Paraajustar esta propiedad, haga doble clic sobre el vector de fuerza azul en la ventana 3D.Puede asignar más de un vector de fuerza a un cuerpo. El programa calcula la fuerza netaresultante de acuerdo con la ley del paralelogramo.

Por defecto, el punto en el cual la fuerza actúa es el centro de masa, pero esto no es unacondición. Es posible agregarla a cualquier objeto punto (del grupo de objetossuplementarios) que se haya asignado previamente al cuerpo y ubicarla dentro, fuera o en susuperficie de un cuerpo. Para ubicar el punto de acción de la fuerza fuera del centro de masa,primero debe crear un objeto punto y reubicarlo, luego seleccionarlo y hacer clic sobre elobjeto fuerza en la barra Objetos. Tenga en cuenta que también puede cambiar la posición delpunto de acción desde el panel Fuerza. Con este método, Newton creará automáticamente el


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punto de acción en el objeto seleccionado actualmente. Puede obtener más información sobrelos objetos punto en el capítulo Objetos suplementarios.

Queda por tratar un solo tema acerca de la visualización del vector. ¿Cuán grande (o pequeña)debería aparecer la fuerza en pantalla? Esta pregunta se plantea porque el tamaño de la fuerzase expresa en [N] (utilizando el sistema SI), mientras que la representación del vector defuerza debería ser una medida de longitud [m]. Necesitamos un coeficiente para multiplicarlopor la medida de la fuerza y obtener así la longitud para la presentación en pantalla: En lapantalla, el vector de fuerza se representará con una flecha azul en la escena junto al cuerpoque lo soporta. Multiplicar todos los vectores por el mismo coeficiente es lógico, ya que losvectores de fuerza mantendrán una proporción correcta entre ellos, sus tamaños podráncompararse en la escena y la adición de vectores se visualizará fácilmente. Sin embargo elcoeficiente no puede ser arbitrario: si usa un coeficiente muy alto los vectores rebasarán lapantalla y si es demasiado bajo, los vectores serán imperceptibles o estarán ocultos por loscuerpos. Puede modificar el coeficiente de las fuerzas y otros tipos de vectores, siempre ycuando las unidades de los vectores no sean de longitud. La velocidad y la aceleración, porejemplo, pueden usarse con un coeficiente.

En el cuadro de diálogo Unidad (comando Simulación/Unidad), además de configurar launidad usada en los diálogos de Newton, puede determinar el coeficiente de tres campos deparámetros relacionados con los vectores: fuerza, velocidad, aceleración. Estos incluyen elcoeficiente que puede modificarse aquí. Si ingresa un valor dos veces mayor en el campo deedición Fuerza, los vectores de fuerza tendrán un tamaño doble en la escena.

Newton v3.054

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5.1.2.2 Torsión

La torsión es la fuerza que actúa sobre un cuerpo y produce una aceleración angular inversaen relación a su momento de inercia. Visualmente, el objeto de torsión es muy similar alvector de fuerza, excepto por el indicador de rotación que rodea la cabeza. La dirección y eltamaño del vector de torsión se pueden ajustar ya sea con el mouse o en el panel de Torsiónen la ventana Propiedades (haciendo doble clic en Torsión). La longitud del vector de torsiónen la escena se escala por medio del coeficiente de la fuerza (ver diálogo Unidad).

5.1.2.3 Acoplamiento

El acoplamiento permite unir cuerpos rígidos entre sí. Luego de unir dos o más cuerpos entresí, Newton insertará un acoplamiento en el centro de masa de los cuerpos agregados. Loscuerpos que están conectados por el acoplamiento se mueven y rotan juntos como si fueran uncuerpo rígido simple con una inercia global. Cuando se vinculan dos o más cuerpos, lavelocidad inicial y la velocidad angular resultantes se calcularán automáticamente. Si deseaajustar la velocidad, debe definir las velocidades del acoplamiento. Newton hace que laspropiedades de velocidad de los objetos sean de sólo lectura y, por lo tanto, usted no puedeasignarle a los cuerpos acoplados una velocidad inicial o angular, pero sí puede modificar laspropiedades del material de los componentes individuales por separado.


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5.1.2.4 Resorte

El objeto resorte actúa sobre uno o dos cuerpos con una fuerza directamente proporcional a ladiferencia entre su longitud sin tensar y su longitud actual. Los dos cuerpos pueden rotarlibremente ya que mantienen sus grados de libertad intrínsecos. El modelo de resorte físicocontiene un componente de fricción que es proporcional a la velocidad.

donde D es la rigidez, Dx es la elongación entre las longitudes actual y sin tensar, b es elcoeficiente de fricción, y v es la diferencia de la velocidad de los dos cuerpos. Los parámetrosde rigidez, longitud sin tensar y fricción se pueden controlar en el panel del resorte. Definir elcoeficiente de la fricción en cero le proporciona un resorte ideal, el que puede usarse paracrear un oscilador armónico ideal.

Puede vincular el resorte al centro de masa o a cualquier otro Punto (objetos suplementarios)asignado al cuerpo. El resorte actúa sobre el cuerpo seleccionado por medio de este punto deacción (Ver el capítulo Puntos).

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5.1.2.5 Junta esférica

Si agrega un cuerpo a un punto en el espacio por medio de una vara de longitud fija y lepermite rotar alrededor del punto, limitará el cuerpo a la superficie de una esfera. La juntaesférica realiza esta restricción cuando actúa sobre los cuerpos vinculados a ella.

Si se unen dos cuerpos a una junta esférica ambos podrán rotar alrededor de ella y además lostres objetos vinculados pueden trasladarse y rotar juntos libremente.

Además de las coordenadas Cartesianas, la posición de un cuerpo vinculado se puede dar encoordenadas esféricas respecto a la ubicación de las juntas:

l distancia: distancia entre un cuerpo y la junta (longitud de la vara)Q ángulo vertical: ángulo entre (0,0,1) y una vara al cuerpod ángulo horizontal: Si se proyecta la vara en el plano xy, este es el ángulo entre el eje(1,0,0) y la vara proyectada

Mientras se ejecuta la simulación, la longitud de la vara permanece constante, pero los dosángulos pueden ir cambiando durante el progreso de la simulación. Estas coordenadas puedentrazarse en un diagrama como funciones de tiempo. Puede modificarles el valor numérico enel panel Junta esférica de la ventana Propiedades.


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5.1.2.6 Bisagra

Si une un cuerpo a una bisagra, éste puede rotar libremente alrededor del eje de la bisagra ( a )a una distancia constante, es decir, en un círculo.

En el caso de dos cuerpos vinculados, los cuerpos pueden rotar alrededor del eje de la bisagray los tres juntos pueden moverse y rotar libremente.

La posición de un cuerpo, además de sus coordenadas Cartesianas habituales, se puededescribir en relación con la bisagra por medio de tres nuevos valores de coordenadas.

l distancia: distancia entre el cuerpo y la bisagra (longitud de la vara)d ángulo: Ángulo entre el eje a y la varaQ rotación: Si rota el cuerpo alrededor del eje a habrá un lugar en el cual el componente z dela posición del cuerpo es el mayor. Éste es el punto de rotación cero y este parámetro derotación se mide desde ese punto.

Durante el tiempo de la simulación, sólo cambiará la rotación; la distancia y el ángulopermanecerán fijos. Sin embargo, estos parámetros pueden trazarse en los diagramas ymodificarse en el panel Propiedades de la bisagra.

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5.1.2.7 Deslizador

Un cuerpo tiene seis grados de libertad en el espacio 3D, tres pertenecen a la traslación y tresa la rotación. Frecuentemente, en pos de simplicidad, querrá examinar el movimiento en unasola dimensión. Quizás hasta haya prescindido de los tres grados de rotación de libertad enbusca de esa simplicidad. El objeto dinámico deslizador manejará esta demanda.

El deslizador mantiene los cuerpos vinculados en un línea (vector de dirección a). El cuerpopuede deslizarse hacia arriba o abajo a lo largo de un trayecto recto, pero no puede dejarlo.

Si agrega dos cuerpos al objeto, ellos también podrán desplazarse a lo largo de la línealibremente, pero los tres objetos permanecerán juntos cuando se muevan o roten.

El centro del objeto deslizador está siempre en el punto medio de la distancia de los cuerpos (a ). Todos los parámetros (a, l) pueden ajustarse en el panel del deslizador de la ventanaPropiedades.

5.1.3 Objetos extras

Puede encontrar objetos especiales y de uso frecuente en la ficha Objetos extras de la barraObjetos. Muchos de estos objetos se crearon usando los objetos dinámicos y los cuerpos.Como se usan frecuentemente en las demostraciones y permiten que su desarrollo sea másfácil y rápido, se crean antes de las demostraciones. Algunos de estos objetos extras tienenfunciones únicas que pueden controlarse en su ventana Propiedades (ver capítulo Ventanapropiedades). Analicemos estos objetos uno por uno.

5.1.3.1 Cañón

Con este objeto puede representarse muy fácilmente el movimiento del proyectil de un cañón.Consta de tres partes: un soporte, un barril de cañón y una bisagra que conecta el soporte conel barril. El cañón puede disparar una bola en la escena con una velocidad inicial definida ycon el barril en un ángulo determinado por el usuario. En el modo físico, puede ajustar el


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ángulo del barril del cañón con el mouse. También puede definir este parámetronuméricamente a la velocidad inicial de la bola de cañón. Inicie la simulación pulsando elbotón ¡Disparar! en la ventana Propiedades para disparar la bola del cañón. Una vez iniciada,la simulación no se detendrá hasta que pulse el botón Detener en la barra de simulación.

5.1.3.2 Plano inclinado

El plano inclinado consta de tres partes: un soporte, una superficie superior y una bisagra queconecta los dos cuerpos. El ángulo de la superficie superior se puede ajustar con el mouse odesde el panel Propiedades del plano inclinado. En este panel hay otros dos parámetros, laelasticidad y el coeficiente de fricción de la parte superior.

5.1.3.3 Auto de juguete

El objeto auto de juguete se comporta como un auto de tres ruedas. Consiste de tres cilindros(ruedas), tres bisagras y un marco simple. Si determinamos su velocidad inicial, rodará sobrela superficie (mesa, etc).

5.1.3.4 Soporte

El soporte es un cuerpo fijo sobre el cual se pueden colocar objetos.

5.1.3.5 Cuerpo celeste (Cuerpo cel.)

Este objeto es una esfera grande que tiene su propia ventana de propiedades con la que sepuede asignar los atributos de los miembros del sistema solar. Elija un planeta y colóquelo aun tiempo dado con la masa y las velocidades de rotación adecuadas. Es fácil y rápido simularnuestro sistema Solar utilizando los cuerpos Celestes.

5.1.4 Objetos del entorno

Este grupo incluye tres objetos: fondo, mesa y cámara. Cuando abre un nuevo experimento,Newton automáticamente coloca un fondo, una mesa y una cámara en la escena. La escenasólo acepta un fondo y una mesa, por lo tanto usted no puede agregarlos. Sin embargo, puedeagregar más cámaras como así también tener más ventanas 3D utilizando cámaras adicionales.

5.1.4.1 Fondo

El fondo es una aproximación de polígono de una gran esfera que rodea a nuestro laboratoriovirtual y a nosotros mismos. Usted puede definir su color, asignarle una textura o dibujarleestrellas. Para realizar esto vaya al panel de Propiedades de fondo y defina estos parámetros.

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5.1.4.2 Mesa

El objeto mesa se ubica en el origen del espacio 3D, con la superficie superior coincidentecon el plano z=0. Su ancho y la altura se ajustan libremente y puede colocar cuerpos sobreella. Tiene propiedades de fricción y elasticidad y reacciona adecuadamente cuando loscuerpos colisionan con ella. Estos importantes parámetros se pueden modificar en el panel dela mesa en la ventana Propiedades (haciendo doble clic en la mesa)

No es posible eliminar el objeto mesa. Si no desea usarla puede desactivar su visibilidad.

5.1.4.3 Cámara

El objeto cámara proporciona una vista del espacio en 3D. Cada ventana en 3D tiene unacámara asignada que muestra la escena desde su punto de enfoque. Puede agregar más objetoscámara con el comando Editar/Nueva cámara. Puede alternar entre las cámaras actuales en elmenú Ver/Cámara.

Puede ajustar la posición y el enfoque de una cámara con el mouse (ver el capítulo Cambiarpunto de enfoque). El botón de la barra de cámara permite ubicar fácilmente la cámaraalineada con los planos X-Y, Y-Z, X-Z. Newton predetermina los movimientos de la cámaralo que tiene lugar automáticamente durante la ejecución de la simulación. La cámara puederotar alrededor de un objeto específico, rotar como si lo siguiera y seguirlo. Vea el capítuloVentana Propiedades / Cámara.

5.1.5 Elemento suplementario

Los elementos suplementarios no pueden existir si no están incorporados a uno de los cuerpossimples u objetos extras. Sus propiedades se definen desde la ventana Propiedades o biendesde el menú contextual de sus objetos “parentales”.

5.1.5.1 Punto

Este objeto especial se puede asignar a los cuerpos y define un punto particular del cuerpo.Como valor predeterminado, cada cuerpo tiene un objeto punto en el centro de su masa. Sidefine el color del cuerpo en transparente aparecerá una pequeña esfera roja generalmentedentro del cuerpo. Generalmente, queremos que las fuerzas y los resortes actúen en el centrode masa. Sin embargo, frecuentemente puede querer que el punto de acción de la fuerza o delresorte esté ubicado en otro lugar.


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Para agregar un punto a un cuerpo, seleccione el cuerpo y haga clic en la superficie dondedesee ubicar el punto. Con el botón secundario del mouse, abra el menú contextual y elija elcomando Agregar punto. Newton colocará un pequeño punto rojo en la superficie. Paraseleccionar el punto, mueva el cursor sobre el (el cursor cambiará de forma), haga clic yarrástrelo a algún lugar de la escena. Encontrará más información sobre los puntos en elcapítulo Reubicación de Puntos.

5.1.5.2 Vectores de velocidad

Los valores de velocidad y velocidad angular, en tiempo t=0 son parte de las condicionesiniciales de la simulación. Una vez que la simulación se está ejecutando, estas velocidadespueden ir cambiando constantemente. Si desea ver estos cambios en las velocidades de losobjetos, debe expresar las cantidades en la escena 3D. Los vectores de velocidad son similaresa los vectores de fuerza pero son de color rojo y más redondeados. Puede definir sus valoresiniciales con el mouse (ver capítulo Edición de vectores) o más precisamente en el panel develocidad de los cuerpos.

Nos encontramos aquí con el mismo problema que teníamos con el vector de fuerza. resultacomplicado manejar la medida trazada de las velocidades ya que la unidad de velocidad nocoincide con la unidad de longitud. De igual manera que con el vector de fuerza,necesitaremos un coeficiente para escalarlo. El coeficiente se puede encontrar en el cuadro dediálogo Simulación /Unidades.

5.1.5.3 Vectores de aceleración

Durante la simulación, los cuerpos aumentan o disminuyen la velocidad y rotan a unavelocidad variable. Newton proporciona vectores de aceleración que pueden ser visibles. Losvectores de aceleración (y aceleración angular) aparecen en color amarillo en la escena 3D.Por defecto están programados para que no se visualicen (visualización desactivada), peropuede cambiar esta configuración en el panel apariencia del cuerpo seleccionado si activa lascasillas de verificación correspondientes (aceleración, aceleración angular).

De igual manera que con el vector de fuerza, necesitaremos un coeficiente para escalarlo. Elcoeficiente se puede encontrar en el cuadro de diálogo Simulación /Unidades.

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5.1.5.4 Trayectoria - el curso del movimiento

Si quiere que el usuario pueda seguir la trayectoria de los cuerpos, active el seguimiento delmovimiento. En intervalos regulares durante la simulación, se trazará un punto en la posiciónactual del cuerpo. El recorrido de estos puntos es un rastro o huella de puntos. Es posibletambién unir los puntos a una línea.

Por defecto, el número de puntos de la trayectoria es limitado, pero esto se puede modificar.La longitud de la trayectoria se mide en segundos, la cantidad de tiempo en que se completa latrayectoria. Si Newton se queda sin puntos antes de completar la trayectoria, comenzará aborrar los primeros puntos. Alternativamente, usted puede definir cuántos puntos se dibujaránen un segundo. Estos parámetros se encuentran en el cuadro de diálogo Simulación/Configuración.

Haga clic con el botón secundario del mouse en el fondo para abrir el menú contextual. Desdeesta ventana puede activar o desactivar el seguimiento por completo.

5.2 Edición en la ventana 3D

Newton cuenta con una gran cantidad de características que lo pueden ayudar a crear unmodelo preciso y atractivo. En este capítulo, le mostraremos cómo manejar una cámara, cómomover, rotar y unir objetos y le presentaremos otras herramientas útiles.

5.2.1 Cambio de la perspectiva

La vista que puede ver en la ventana 3D proviene de una cámara virtual. Cuando usted cambiala perspectiva, en realidad modifica la posición y la dirección de la cámara actual (activa).Newton le permite trabajar simultáneamente con más de una cámara. Al cambiar a otracámara, puede pasar de inmediato a una nueva perspectiva.

Aquí le mostramos cómo ajustar la cámara usando el mouse.

Puede rotar la escena presionando el botón izquierdo del mouse sobre un espacio vacío en el

fondo, donde la forma del puntero del mouse cambia a una flecha . Manteniendopresionado el botón del mouse, mueva el puntero hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo, yvea cómo la cámara rota en esos sentidos. Si repite la misma operación usando el botónsecundario del mouse desplazará la cámara hacia delante, hacia atrás o de lado a lado. Sipresiona hacia abajo ambos botones puede levantar o bajar la cámara.

Con las teclas rápidas del teclado también puede ejecutar algunas de las acciones de laperspectiva. Use las teclas de dirección para encender la cámara y las teclas +/- del tecladonumérico para desplazarla hacia adelante o hacia atrás.

Los íconos en la barra de herramientas Cámara brindan otra forma de activar estos comandos.Si la barra de la cámara no se visualiza, puede encenderla usando el comando (Ver/Barras deherramientas/Barra de Cámara).

Los íconos flecha rotan la cámara, mientras que los botones de la lupa desplazan la cámara hacia delante y hacia atrás. Los demás botones de la barra de

herramientas de la cámara son aún más interesantes . Los cuatro botones lo llevan


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directamente a la vista normal, frontal, lateral o superior. La cámara se fijará de maneraperpendicular al plano de la vista seleccionada. El eje principal del espacio en 3D cruza estosplanos, por ejemplo:

· Vista frontal: por los ejes X y Z

· Vista superior: por los ejes X e Y

· Vista lateral: por los ejes Y y Z.

Una ventaja de usar estas vistas es que en cada una de ellas los objetos sólo pueden moverseparalelamente al plano seleccionado. Esto resulta útil cuando está editando un ejemplo ynecesita ajustar, de manera rápida y precisa, la posición de un objeto usando el mouse.

Existen teclas de acceso directo (teclas rápidas) para los cuatro comandos Ver/Cámara:

MAYUS-F1, vista superior (X-Y)

MAYUS-F2, vista frontal (X-Z)

MAYUS-F3, vista lateral (Y-Z)

MAYUS-F4, vista normal.

Una vez que se cambian las vistas, Newton las centra sobre el objeto seleccionado. Si no seselecciona ningún objeto, Newton centrará la cámara sobre el origen del espacio. Puederegresar desde una vista fija haciendo clic sobre el botón vista normal o sobre el icono de lavista seleccionada nuevamente.

Hemos mencionado que puede haber más de una ventana 3D al mismo tiempo. Puede crearuna ventana 3D nueva usando el comando Editar/Nueva ventana 3D. En la captura depantalla que se encuentra a la derecha se abren cuatro vistas, cada una con su propia cámara ycon su propia vista de cámara.

En física, los tamaños y las distancias varían ampliamente dependiendo del fenómeno que

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estemos estudiando. Por ejemplo, si comparamos la distancia entre los planetas de nuestrosistema solar y la distancia entre las bolas de una mesa de billar, las mismas difieren endistintos órdenes de magnitud. Esto también ocurre en el espacio virtual de nuestrolaboratorio.

Con los valores predeterminados de Newton, usted puede mover sólo unos pocos metroshacia delante o hacia atrás con un solo movimiento del mouse. Desde luego, esto no seríasuficiente en simulaciones planetarias donde pueden existir millones de kilómetros entre dosobjetos. En Newton, existe un parámetro global que es el responsable de la velocidad de lacámara. Esto se puede ajustar en los cuadros de diálogo Configuración de ventana 3D en elcampo Sensibilidad del Zoom.

5.2.2 Manipulación de objetos

En esta sección, veremos más detalladamente cómo editar y mover objetos.

5.2.2.1 Agregar, seleccionar y eliminar objetos

La mayoría de los objetos más importantes que se usan de manera instantánea se encuentranen las fichas de la barra de Objetos. Simplemente haga clic sobre un icono y Newton agregaráun ejemplar de un objeto a la escena. Todos los objetos se pueden colocar de esta maneraexcepto dos de la ficha dinámica: los objetos fuerza y torsión. Dado que la fuerza y la torsiónno tienen sentido sin hacer referencia a un cuerpo sobre el cual actuar, debe seleccionarprimero un objeto en la pantalla y luego hacer clic en el icono de fuerza o torsión.

En general, el objeto debe seleccionarse antes de modificar sus parámetros. Existen variasformas de seleccionar objetos. La forma más común de seleccionar un objeto es hacer clic enel mismo con el botón izquierdo del mouse. Cuando se selecciona un objeto, aparecen lasesquinas de la casilla circundante de color gris. Si el objeto tiene partes de diferentes colores,aparece otra casilla circundante (de color verde). Esta casilla circundante de color verde marcael componente del cuerpo que se puede volver a colorear (comandos en el panel apariencia).Cuando selecciona un objeto suplementario (como un punto o un vector), el cuerpo al cual serelaciona dicho objeto será transparente. Esto le permite visualizar el objeto en su totalidad.

Puede quitar la selección de un cuerpo haciendo clic en un área vacía de la ventana 3D.

También puede seleccionar una parte usando la caja combinada Objetos en la ventanaPropiedades.

Puede seleccionar varios objetos de diferentes maneras. La primera forma es seleccionar unobjeto a la vez hasta que estén todos incluidos. Mantenga presionada la tecla CONTROL delteclado y haga clic sobre los objetos uno por uno. Si selecciona un objeto por error, haga clicen él nuevamente (siempre manteniendo presionada la tecla CONTROL).

Otra forma de seleccionar varios objetos es muy útil cuando los objetos se encuentran cercauno del otro en un área específica. Para seleccionar estos objetos, presione y mantengapresionado el botón derecho del mouse durante dos segundos. Una vez que la forma delpuntero cambie a un rectángulo, defina el área de selección moviendo el puntero con elmouse. Los objetos dentro del rectángulo, como así también aquellos que se encuentranparcialmente dentro del rectángulo, quedan entonces seleccionados.


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La manera más importante de realizar múltiples selecciones es usar las casillas de verificacióndel cuadro de diálogo Editar/Seleccionar por nombre.

De esta forma puede seleccionar los objetos por sus nombres.

Los objetos seleccionados se pueden eliminar presionando el botón DEL en el teclado. Si elobjeto que usted intenta eliminar tiene objetos relacionados, el programa le preguntará sidesea eliminar también esas partes relacionadas (conectadas). Desde la ventana Propiedades,el objeto seleccionado se puede eliminar con la tecla rápida CTRL+DEL.

5.2.2.2 Modos de edición

Hay dos modos de edición, geométrico y físico. En el modo geométrico, puede movertodos los objetos libremente, ignorando cualquier relación lógica o dinámica entre ellos. Loscuerpos no pueden colisionar, pero pueden atravesarse unos a otros. Además, no se aplican lasrestricciones de los objetos. El modo geométrico podría también denominarse “modo deedición en bruto”, porque se puede editar la escena sin tener en cuenta las reglas de la física.

En el modo físico, los cuerpos pueden colisionar y se aplican las restricciones sobre losmismos. Por ejemplo, en el modo físico, un ladrillo conectado a una junta esférica se velimitado por la junta y sólo se puede mover alrededor de la misma, siendo fija la distanciaentre ellos (en el modo geométrico, el cuerpo puede colocarse en cualquier lugar y Newtonajusta la longitud de la vara). El Modo físico constituye, por lo general, una forma más naturalde editar demostraciones y es el modo predeterminado.

5.2.2.3 Posicionamiento, rotación y cambio de tamaño

Use el botón izquierdo del mouse para mover objetos. Por defecto, los objetos están limitadosa permanecer en el mismo plano X-Y, el plano horizontal. Coloque el puntero sobre el objeto,haga clic manteniendo presionado el botón izquierdo del mouse y luego arrastre el objeto. Elcuerpo seleccionado sigue la posición del puntero del mouse que se proyecta sobre el plano.Durante el movimiento, las coordenadas del objeto se visualizan en el campo de informaciónrápida que se encuentra en la esquina inferior derecha de la ventana 3D. Cuando el objeto esté

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en su destino, suelte el botón.

Para mover un objeto verticalmente, primero haga clic sobre el botón (Mover hacia arriba- hacia abajo) sobre la barra de la ventana 3D y luego haga clic en el objeto. Aparecerá unalínea de color negro en la pantalla que sale desde el centro del objeto. Ésta es el área deposibles movimientos del objeto. Una vez que haya colocado el objeto de manera vertical,debe quitar la selección mediante un clic en el fondo o en otro objeto. El eje desaparece y elmouse cambia al modo horizontal. Si desea levantar o bajar otro objeto, haga clic en el botón

nuevamente.

Nota: Por lo general, Newton desactiva las herramientas (y cambia los iconos a normal)cuando se ha quitado la selección del objeto de destino o cuando se hace clic nuevamente enel botón Herramientas.

La tecla MAYUS del teclado también abre el modo Mover hacia arriba - hacia abajo;simplemente presione la tecla durante la operación.

Recuerde que, en las vistas frontal, superior y lateral (consulte el capítulo Cambio de laperspectiva), los objetos se pueden volver a colocar paralelos al plano de la vistaseleccionada.

Cualquier objeto se puede rotar en la escena utilizando la herramienta (Rotación). Puedegirar los objetos alrededor de los tres ejes principales: x, y y z. Una línea de color negromuestra el eje actual de la operación. Puede pasar de uno a otro de los tres ejes presionando labarra espaciadora del teclado. Para rotar un objeto, haga clic sobre él y mantenga presionadoel botón del mouse, luego mueva el mouse perpendicularmente al eje. Deje que el objeto rotehasta que se alinee correctamente, luego haga en el fondo para quitar la selección del objeto.

Puede modificar el tamaño de un objeto utilizando la herramienta (Cambiar tamaño).Primero, haga clic en el icono y luego en el objeto. Arrastre el mouse hasta que el objeto tengael tamaño adecuado. Observe que al cambiar el tamaño del cuerpo se cambiará su inercia, yaque Newton no altera la densidad de un objeto, sino que la mantiene constante.

Cuando se modifica el tamaño en el modo físico, la posición de un objeto puede cambiardebido a las colisiones con otros objetos. Por ejemplo: si coloca una bola sobre la mesa y lainfla, la bola se haría tan grande que podría atravesar la mesa. Newton evita esto ya quelevanta la bola.

5.2.2.4 Unión, anclaje y fijación

Los objetos dinámicos (resortes, juntas) deben tener un cuerpo que actúe sobre ellos sideseamos cambiar sus movimientos. En Newton, el término vínculo se utiliza para describirel acto de pegar un objeto dinámico a un cuerpo. Por ejemplo, cuando vincula un cuerpo a unresorte, usted determina que el resorte debe actuar sobre ese cuerpo.

Puede unir uno o varios objetos a un objeto dinámico si selecciona el cuerpo (cuerpos) y el

objeto dinámico al mismo tiempo y presiona el botón (Vincular a…). Sólo los objetos detipo cuerpo pueden unirse con resortes o juntas; por ejemplo, no es posible unir dos resortes.Sin embargo, un cuerpo se puede unir a varios objetos dinámicos.


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Las juntas y los resortes tienen dos (o más) conectores. Estos se ven como pequeñas varas quesalen de la forma básica de restricciones y resortes. Si une un cuerpo a una junta, la varasimbólica se extiende entre el cuerpo y el objeto. Si hace clic sobre una vara o sobre una delas varas pequeñas con el botón secundario del mouse, aparecerá el menú contextual de launión seleccionada. Desde este menú, puede hacer que la vara sea invisible o desvincular suconexión.

Si selecciona un cuerpo vinculado, verá el icono (Desvincular). Si selecciona un cuerpo no

vinculado, en su lugar verá el icono (Vincular a).

El anclaje funciona diferente a la unión o vinculación. Define una relación asimétrica entredos objetos y actúa solamente cuando se está editando la demostración. No tiene efectoalguno sobre los objetos durante el tiempo de simulación. El anclaje le permite seleccionarobjetos y agruparlos para que se puedan mover o rotar como un grupo cohesivo. Imaginemosuna bola que se encuentra anclada a un ladrillo. Si usted mueve el ladrillo, la bola lo seguirá ymantendrá su posición relativa al ladrillo. Decimos que el anclaje es asimétrico porque launión funciona en una única dirección. Siguiendo con nuestro ejemplo del ladrillo y la bola,cuando usted mueve la bola, el ladrillo permanece en su sitio; sin embargo, mueva el ladrilloy verá cómo la bola lo sigue. El anclaje resulta útil cuando es necesario mover algunos objetoscomo grupo, al mismo tiempo que mantiene las relaciones de los mismos con otros objetosdel grupo. En resumen: seleccione un objeto central y ancle otros a dicho objeto. Ahora,cuando se encuentre en el modo edición, sólo debe mover el objeto central y el resto loseguirá.

Para anclar un objeto a otro siga los siguientes pasos:

1. Seleccione primero el objeto al cual se anclarán los demás…

2. Haga clic en el icono ancla .

3. Seleccione el segundo objeto, uno de los objetos que desea anclar al primero.

Para cancelar una relación de anclaje, realice nuevamente los pasos uno y dos, pero en lugarde seguir con el paso tres, coloque el puntero sobre un espacio vacío (fondo) de la escena yhaga clic.

Una variación interesante del anclaje consiste en anclar dos o más objetos juntos.Simplemente ancle el primer objeto al segundo y el segundo al primero. Ahora todos losobjetos anclados se moverán como grupo cuando se mueva un miembro del grupo.

Usando el comando fijar, puede establecer la posición de un objeto tanto durante el tiempo deedición como el de simulación. La fijación de un objeto mientras se edita evita la reubicacióninvoluntaria. La fijación de un objeto durante el tiempo de ejecución hace que el objeto sevuelva inactivo. Newton no calculará su movimiento y el objeto permanecerá en reposo; sinembargo, puede aún colisionar durante los tiempos de simulación. Puede activar/desactivar lafijación, ya sea en el panel de ubicación en la ventana Propiedades o en el menú contextualdel objeto.

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5.2.2.5 Edición de vectores y puntos

La velocidad, la velocidad angular, los objetos de fuerza y torsión están representados en laescena con formas de vectores. La manipulación de estos objetos demanda técnicasespeciales.

Si mueve el puntero del mouse sobre el vector, éste se transforma en una flecha delgada. Paracambiar la dirección del vector debe hacerlo desde la cabeza del vector. Si lo hace desde lacola, modificará su longitud (la magnitud de la fuerza, por ejemplo). En ambos casos, elcuerpo del vector se hace transparente durante la operación. La posición y la dirección delvector se visualizan en forma numérica en el campo de información Rápida (en el ánguloinferior derecho de la ventana 3D).

A veces un vector unido es más pequeño que el cuerpo y por lo tanto permanece oculto – nolo verá ni podrá modificarlo. Hay dos maneras de solucionar esto. Puede cambiar la escala delos vectores en el cuadro de diálogo Simulación/Unidades. A pesar de que el tamaño de losobjetos tipo vector se rige por sus valores de magnitud, estos se multiplican con el coeficiente.Esta operatoria no sólo los escalará sino que también fijará sus unidades en unidades delongitud. Cada tipo de vector (fuerza/torsión/velocidad/velocidad angular y aceleración) tienesu campo de parámetro en el cuadro de diálogo donde es posible fijar una unidad demagnitud. Estos parámetros de escala se pueden modificar con el mouse: seleccione un vector

y presione la herramienta Cambiar de tamaño . Vuelva a cambiar el tamaño de losvectores y esta vez todos los vectores del mismo tipo cambiarán su tamaño.

La segunda técnica es útil cuando los vectores y los cuerpos se superponen. Simplementedefina todos los cuerpos en transparente. Haga clic con el botón secundario en el fondo y elijael comando Modo transparente del menú contextual. Ahora podrá ver, seleccionar y modificartodos los vectores.

Los objetos Punto pueden ser movidos de manera similar. Haga flotar el puntero sobre elobjeto hasta que se transforme en una cruz. Por defecto, usted únicamente puede ubicarlos enla superficie del cuerpo, pero esta limitación puede desactivarse en el panel de Puntos de laventana Propiedades. Cambie al modo transparente (vea más arriba) si desea mover el puntodentro del cuerpo. Puede ubicar nuevamente el punto del centro de masa del cuerpo si lodesea, pero recuerde que esto modificará el movimiento del cuerpo.

5.2.2.6 Funciones cortar, copiar, insertar, deshacer

Para manipular los objetos puede utilizar las funciones del menú Edición tales como cortar,copiar o insertar. Está disponible el portapapeles y funciona como en otras aplicaciones deWindows.

Newton conserva los valores de los parámetros de los objetos y otras cosas tales como laacción de las fuerzas en el objeto, etc. Cuando intente copiar un objeto que esté relacionadocon otros, el programa se lo advertirá mediante una pregunta. Entonces usted decidirá siquiere o no incluir los otros objetos. Si la respuesta es Sí, todos los objetos vinculados oanclados al objeto seleccionado se incluirán en la acción.

Si no está satisfecho con el resultado de una edición o si se equivocó y desea volver a unestado anterior de la escena, use la función deshacer (menú Editar o el método abreviado


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CTRL-Z) Si cambia de idea, puede revertir la acción deshacer por medio de la funciónrehacer.

5.2.3 Cuadro de diálogo Configuración de la ventana 3D

El cuadro de diálogo de Configuración de la ventana 3D le permite controlar la apariencia y

las propiedades de edición de la ventana 3D. Haga clic en el botón 3D o seleccione elcomando Ver/Configuración de ventana 3D. Ya que puede usar más de una ventana 3Dsimultáneamente, podrá configurar cada una por separado. El cuadro de diálogo mostrarásiempre la configuración de la ventana 3D actualmente en uso.

Ahora exploraremos los controladores:

Mostrar|Trayectorias: Muestra las trayectorias de los objetos si se configura en laspropiedades de los objetos.Mostrar|Puntos: Muestra todos los puntos en la ventana 3D, si está activada.Mostrar|Anclar: si la opción está activada, muestra un ancla al lado de cada objeto parafijarlo en cualquier lugar.Mostrar|Vector: Si está activada, muestra todos los vectores (velocidad, aceleración, fuerza)en la escena 3D .

Mostra|Nombre y color del objeto: Permite acceder al nombre y color del objeto.

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Centrar/Usar ejes: Si está activado, el sistema de coordenadas aparece en el origen de laescena.

Centrar|Longitud: Aquí puede ajustar la longitud de los ejes del sistema de coordenadas.

Centrar|Mostrar reglas: Tilde este casillero para activar las reglas (contribuyen a unaubicación precisa).

Centrar|Usar anotación: Las anotaciones y las reglas se muestran sólo si están activadas.

Grilla|Mostrar grilla en la proyección: Si está activada, la grilla ayuda en las operacionesde edición en las vistas especiales.

Grilla|Tamaño y Densidad: El tamaño y la densidad de la grilla que se usan en las vistasespeciales son parámetros ajustables.

Tamaño|Ajustar activado: Si esta función está activada, los objetos se ajustan en su lugarsegún los valores del campo Controlador (ver a continuación)

Tamaño|Controlador: Use este campo para definir el origen.

Tamaño|Sensibilidad del Zoom: Esta función afecta la velocidad de la cámara (la distanciaque se cubrirá con un clic del mouse cuando navegue en el espacio) y actúa sobre el tamañopredeterminado de algunos objetos. Si este parámetro está definido correctamente, podránavegar cómodamente en el espacio virtual. Por ejemplo, si su demostración se realiza en unamesa, determínela en aproximadamente un (m), pero si simula el sistema solar, la mejoropción es 1.00E+011 (au).

5.2.4 Cuadro de diálogo Unidades

Este cuadro de diálogo se puede usar para modificar todo el sistema de unidades usado en losdiálogos de Newton. Si un número en el cuadro de diálogo tiene unidades, se verá el símbolode la unidad entre paréntesis a la derecha del campo de edición.


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En la parte superior del diálogo, una caja combinada indica el sistema de unidades en uso.Puede modificarlo por otro sistema de unidades seleccionando otro elemento de la lista.Puede utilizar uno de los siguientes sistemas:

· SI con grados

· SI con radianes

· Astro

· CGS

· Personalizado

El sistema personalizado le permite modificar individualmente las unidades de diferentescantidades. Haga clic en el botón Más y cuando aparezca la parte siguiente del cuadro dediálogo encontrará más cajas combinadas. Puede definir en forma individual las unidades paracada parámetro.

Se puede cambiar el tamaño de los vectores (fuerza, velocidad y aceleración) en forma generalen el cuadro de diálogo Unidades. El primer campo se refiere a la fuerza, el segundo a la

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velocidad y el tercero a los vectores de aceleración. Para cada vector, puede definir el tamañocorrespondiente a una unidad de magnitud. Si se trabaja con valores muy altos o demasiadobajos resultarán vectores de gran tamaño o casi invisibles y, por lo tanto, deberá modificar susvalores. Para efectuar estos cambios presione el botón OK

También puede modificar individualmente la unidad de un campo de edición:

Haga clic con el botón derecho del mouse en la anotación de la unidad para cambiarla.

Seleccione otra unidad del menú contextual.

A continuación encontrará una manera de convertir los valores físicos, por ejemplo, laposición, de un sistema de unidades a otro.

· Haga clic con el botón derecho del mouse en la anotación de la unidad para cambiarla. Estáen m/s cuando comenzamos.

· Seleccione otra unidad del menú contextual, ej. km/h.

· Seleccione el nuevo valor en las unidades nuevas, ej. 10 km/h.

· Restablezca las unidades a m/s y vea el resultado numérico en m/s.

5.3 Ventana Propiedades

La ventana Propiedades es la que más se usa. La usará para leer y modificar los parámetros delos objetos.

Para abrir esta ventana de diálogo, haga doble clic en el fondo o en uno de los objetos en laventana 3D.


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La lista de la caja combinada que se encuentra en la parte superior contiene los nombres conlos identificadores de los objetos existentes de la escena. Aparte del nombre y delidentificador verá un icono pequeño en la caja combinada. Éste muestra el tipo de elemento.El elemento seleccionado de la caja combinada es el mismo objeto que se selecciona en laventana 3D. Cámbielo a cualquier lugar y la selección se aplicará en el otro lugar también.

Aquí sólo puede modificar las propiedades del objeto seleccionado. Las diversas propiedadesestán organizadas en grupos distintos tales como ubicación, propiedades de apariencia, etc.Cada grupo de propiedades tiene su propio panel. Puede pasar a otro grupo de propiedadeshaciendo clic en los íconos del lado derecho. En nuestra figura se puede ver la información dela ubicación de la bola, que incluye las propiedades de la ubicación, del ángulo, del sistema decoordenadas, etc.

Los diferentes elementos tienen paneles de propiedades distintos, entonces Newton presentasólo los paneles relevantes. Además, algunos objetos como los objetos de astronomía tienenpaneles especiales. Para ver las propiedades especiales de los objetos seleccionados haga clic

en el ícono (Propiedades especiales).

En los paneles encontrará muchos controles: cuadros de edición, botones, barras deseguimiento, cajas combinadas como así también los controles más comunes en Windows.

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Las cajas de ingreso de datos normalmente muestran el valor de una cantidad física, con suunidad a la derecha de la caja. Puede cambiar la unidad cuando lo desee haciendo clic con elbotón derecho del mouse sobre la unidad y reemplazándola por otra del menú emergente.

Para fijar el valor cambiado, haga clic en el botón Aplicar o presione Enter. El botón OKtiene el mismo efecto que el botón Aplicar pero además cierra la ventana. El botón Cancelarcierra la ventana y no confirma los cambios.

Continuemos con la descripción detallada de los diferentes paneles. Comenzaremos con losgrupos más generales, que son accesibles para la mayoría de los objetos, y luego seguiremoscon los grupos con propiedades especiales.


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5.3.1 Ubicación

Para empezar, este grupo de propiedades muestra la posición y la dirección del objetoseleccionado, pero también encontrará aquí más propiedades, como por ejemplo el sistema decoordenadas.

Los cuadros de edición de posición (x,y,z) dan las coordenadas Cartesianas del centro demasa del objeto seleccionado. Estos valores son sistemas de coordenadas dependientes. Pordefecto, los valores están en un sistema de coordenadas absoluto (en el centro de la mesa, a laderecha, el eje z apuntando hacia arriba), pero se pueden modificar estos valores fácilmentecon la caja combinada del Sistema de coordenadas. Se puede seleccionar cada objeto como elorigen del Sistema de coordenadas. El centro del Sistema de coordenadas estará en el centrode masa del cuerpo (o en el centro geométrico en el caso de las juntas). Además, los ejes delSistema de coordenadas rotan con el objeto. Esta herramienta es útil para ubicar nuevamentelos objetos en relación con otros.

Los cuadros de edición Ángulo (Q,Y,F) dan los ángulos Euler del objeto seleccionado. Esteconjunto de tres ángulos define la rotación necesaria alrededor de los tres ejes para lograr laposición deseada. Recuerde que estos valores también dependen del sistema de coordenadas.Newton utiliza la denominada “convención xyz”. En esta convención la primera rotación escon el ángulo Q alrededor del eje x, la segunda es con el ángulo Y alrededor del eje y rotado yla tercera es con el ángulo F alrededor del eje z rotado dos veces.

Si el cuadro Mover relacionado está tildado, después de cambiar la posición o el ángulo del

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objeto seleccionado, la posición y el ángulo de cualquiera de los objetos relacionados(relacionado significa: los objetos que están anclados o vinculados a los objetosseleccionados) también se modificarán para mantener una distancia constante entre ellos.

Si la caja combinada Anclar está tildada, el objeto se puede anclar a otro objeto. Así en elmomento del diseño, cuando se mueven o rotan objetos seleccionados, cada objeto que estáanclado al objeto seleccionado se moverá junto con él.

Con las casillas de verificación Fijar al editar / Fijar al ejecutar se pueden bloquear losobjetos al momento del diseño de la ejecución. Bloquear el cuerpo al momento de diseñarloes útil para evitar mover el objeto seleccionado por error. Un cuerpo bloqueado en elmomento de la ejecución se vuelve estático (la posición y el ángulo son constantes), perocolisionará con los otros cuerpos.

5.3.2 Velocidad

En este panel, puede verificar los valores reales de la velocidad y de la velocidad angulary, por supuesto, puede ingresar un valor inicial diferente. Mediante las casillas de verificaciónMostrar que se encuentran debajo de los cuadros de edición, puede optar por mostrar u ocultarlos vectores de velocidad y velocidad angular en las ventanas 3D. Alrededor del vector develocidad angular, podrá ver un pequeño vector circular que muestra la dirección de rotación.Note que la casilla de verificación 'mostrar vectores' en el cuadro de diálogo Configuración de la Ventana 3D puede sobrescribir las configuración de estas casillas debido a que estecambio oculta todos los vectores. Si considera que los vectores deberían estar visibles peroaún así no los puede ver, revise los parámetros de este cuadro de diálogo.


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5.3.3 Tamaño

Con este diálogo, el tamaño y el volumen de los objetos seleccionados puedenmodificarse de muchas maneras. La manera más simple es ingresando los valores Tamaño.Los valores cambiar tamaño (escala) le permiten estirar o achatar el objeto en cadadirección. Los valores de los cuadros de edición Cambiar tamaño se multiplican por losvalores Tamaño para calcular un nuevo tamaño. Cuando ingresa un valor en Cambiar eltamaño de todo que es distinto de uno, puede cambiar el tamaño del objeto en igualproporción en cada sentido.En lugar de Ajustar el tamaño de todo, para algunos objetos puede resultarle más útil elcampo Volumen. En este campo de edición puede ver y modificar el volumen del cuerpo.Definir el parámetro Volumen hace que Newton cambie el tamaño del objeto en todos lossentidos.

Cuando modifica el volumen de un objeto, la masa o la densidad deberán modificarsetambién. Use los dos botones de radio (Al cambiar tamaño, fijar) en la parte inferior de estepanel donde puede elegir si la masa o la densidad se mantendrán constantes.

Note que los paneles de tamaño de la bola y el cilindro difieren levemente. En el caso de labola, sólo puede cambiarse de tamaño del radio, mientras que para el cilindro puedenmodificarse tanto el radio como la longitud.

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5.3.4 Inercia

Este panel contiene todos los parámetros posibles para la inercia de un cuerpo. En la partesuperior del panel, puede modificar la masa, y justo debajo puede reposicionar el centro demasa. Los valores del centro de masa están relacionados con el centro geométrico de la cajaque circunscribe al cuerpo.Al pie del panel se muestran los componentes de los momentos de inercia. Haga clic en uno

de estos íconos y asigne diversos valores de inercia de figuras ideales, tales

como el punto, la esfera, la caja, o el cilindro. Mediante el botón (Calculadora de Inercia)puede calcular los valores del tensor de inercia para cualquier figura.

Seleccione cualquier ícono y notará que el número de campos de edición activos cambia amedida que los momentos de inercia cambian. Esto se debe a que las figuras geométricas sonsimétricas, lo cual reduce el número de parámetros del momento de inercia. Para el punto, quees una abstracción y no existe en el mundo real, no hay momentos de inercia a asignar. En elextremo opuesto, el caso más general se da cuando la inercia se calcula desde la caratriangular de un poliedro; serán necesarios seis parámetros para determinar el momento deinercia correctamente.

Note que los valores de inercia de las formas ideales (esfera, caja y cilindro), pueden diferirlevemente de los valores calculados e incluidos en el archivo modelo cargado, a pesar de queen teoría son la misma forma. Por ejemplo, coloque una esfera en la escena y haga clic en ellapara activar este panel. Asigne los valores de inercia ideales para una esfera, luego presioneen la Calculadora de Inercia (el ícono es el símbolo de un engranaje). Verá que existenpequeñas diferencias entre los resultados. Esto se debe a que el modelo no es perfecto – laesfera está en realidad creada a partir de un número finito de caras triangulares. En


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comparación con una bola real, el modelo es muy angular. Pero, cuantas más carastriangulares se usen para modelar la esfera, más cerca estarán los resultados numéricos alideal.

5.3.5 Apariencia

Al trabajar con este panel, puede controlar la apariencia del objeto seleccionado. Con lacasilla de verificación Visibilidad puede especificar si un objeto debe estar visible o no, y sipodrán verse su velocidad, velocidad angular, aceleración y vectores de aceleración angular.La caja combinada Trayectoria determina si la trayectoria del objeto estará visible y, si loestá, si se verá como una línea de puntos o como una línea sólida. Debajo del panelVisibilidad se encuentra la casilla de verificación Seleccionable, la que determina si se puedeseleccionar el objeto mediante un clic en su forma.

Un objeto de Newton puede contener muchas partes y cada una de ellas puede tener diferentetextura, color y propiedades de transparencia y emisión.

Para cada parte del objeto se muestra un nombre de archivo de textura en la casilla que seencuentra debajo del texto textura. El archivo de textura (archivos de imágenes JPEG, o

BMP) puede borrarse, ( ), cambiarse ( ) y guardarse ( ). Al crear o modificar un archivode textura, los valores de ancho y alto deben ser una potencia de dos.

El color puede modificarse en el diálogo color que aparece al hacer clic en el botón color. Laspropiedades de transparencia y emisión pueden modificarse mediante las Barras deseguimiento.

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Puede pasar de una página a otra con el ícono . En la ventana 3D se puede ver un recuadroverde claro alrededor de la parte (si no hay nada superponiéndose).

5.3.6 Material

En el panel material, puede ajustar densidad, elasticidad, carga, y diversos parámetros dela fricción. En la caja combinada Tipo de material puede seleccionar numerosos materialespredefinidos y ajustar las propiedades del objeto seleccionado a los valores de un material"conocido". En esta lista encontrará materiales previamente definidos tales como, acero,madera, plástico, etc.Cuando dos objetos colisionan, el índice relativo del cambio de velocidad normalmente estádado por el número de colisiones. En Newton, ésta es la media de los dos parámetros deelasticidad de los objetos en colisión. Este número está entre 0 y 1, donde 0 es el caso carentede elasticidad perfecto y 1 es el caso elástico perfecto. Mediante la casilla de verificacióncolisión en la parte inferior puede definir si los objetos van a colisionar o no.

Cuando dos objetos se deslizan contra el otro, una fuerza de fricción actúa sobre los objetos.Esta fuerza es proporcional al coeficiente de fricción del deslizamiento. En Newton estecoeficiente toma el valor del parámetro de fricción más pequeño de los cuerpos en desgaste.Este número está entre 0 e infinito positivo, donde 0 es el caso de no fricción, e infinitopositivo es la situación perfecta. En la práctica, 10e9 es lo suficientemente grande como pararepresentar el infinito.

También puede definir otro coeficiente de fricción (fricción del rodamiento), una fuerza de


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resistencia que desacelera el movimiento de una bola o rueda que están rodando.

5.3.7 Fondo

El objeto de fondo es en realidad una esfera muy grande dentro de la cual se han colocadotodos los objetos. Puede seleccionar el color y la textura, o bien definirlos como un cielonocturno estrellado.

Seleccionando el botón de radio textura, con el botón (Cargar), puede cargar archivos deimágenes BMP y JPEG. Advierta que el alto y el ancho del archivo de textura deben estarelevados a potencia al cuadrado.

En las demostraciones astronómicas Newton proporciona un atractivo fondo de cieloestrellado, lo que permite una vista más agradable. Además, puede descubrir distintasconstelaciones.

5.3.8 Mesa

El objeto mesa es muy simple pero, teniendo en cuenta que se utiliza muy frecuentemente,tiene su propia ventana de propiedades donde definir todos los parámetros importantes. Elprimer parámetro a configurar es la casilla para la visibilidad del objeto.

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Los dos campos de edición siguientes definen las dimensiones x e y de la mesa.

Debido a que otros cuerpos rebotan y se deslizan en la mesa, es conveniente poder definir laspropiedades del materia, la fricción y la elasticidad directamente.

5.3.9 Cámara

En este panel, puede ajustar la navegación de la cámara al momento de la ejecución y elcampo visual de la cámara (en grados).

No puede elegir la cámara activa (que aún está proporcionando la escena en la ventana 3D)con un simple clic; sin embargo puede seleccionarla en cualquier momento mediante la cajacombinada Objeto. Puede ajustar otras cámaras que podrían estar inactivas si las busca en laescena y hace clic en ellas.

Al momento de la ejecución, uno o más cuerpos importantes pueden moverse fuera de la vistade la cámara, por lo que sería conveniente que la cámara siga automáticamente a uno de losobjetos. Ajuste las cajas combinadas y los campos de edición adecuadamente.

Puede seleccionar el tipo de movimiento para determinar la posición de la cámara, éstospueden ser:

· Fijar: La cámara queda fija (este es el movimiento predeterminado de la cámara.)

· Mover junto con el objeto: La cámara se desplaza junto con el objeto. Puede seleccionar elobjeto de abajo.

· Mover alrededor del objeto: La cámara se desplaza alrededor del objeto. La velocidadangular de rotación y el objeto seleccionado pueden definirse en el cuadro de edición que semuestra abajo. Esto generalmente se usa junto con Tipo de rotación / Apuntar al objeto.

En la caja combinada Tipo de rotación puede seleccionar la rotación automática:


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· Fijar (predeterminado): La cámara no rota.

· Rotar con objeto: La cámara hace el movimiento de rotación junto con el objetoseleccionado en la caja combinada de abajo.

· Apuntar al objeto: La cámara siempre apuntará al objeto seleccionado abajo.

5.3.10 Resorte

Use este panel para ver y modificar las propiedades del resorte seleccionado. En Newton lafuerza del resorte es linealmente proporcional a la elongación, mientras que la fricción delresorte es proporcional a la velocidad.

Aquí puede definir el valor la Longitud sin tensar (la longitud del resorte cuando ningunafuerza actúa sobre él).

Si fuera necesario, defina la rigidez, la fricción (amortiguación) y la longitud actual (distanciaentre los dos cuerpos), en los campos de edición.

Verá las dos cajas combinadas para seleccionar los cuerpos sobre los que actuará el resorte. Siselecciona la opción “Ninguno” se desvinculará el cuerpo original.

En la parte inferior del cuadro de diálogo puede modificar el Largo de fila de unión. Todoresorte contiene dos pequeños conectores similares a juntas, que son parte de larepresentación simbólica del resorte. Su tamaño puede calcularse fácilmente en muchasocasiones; es igual al radio de la esfera que circunscribe al cuerpo al que está vinculada.Algunas veces, puede parecer extraño utilizar este radio. Aquí es posible definir un mejorvalor.

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5.3.11 Junta esférica

Seleccione junta esférica del Panel Propiedades y haga los ajustes necesarios para configurarla junta esférica (vea el capítulo Junta esférica). Establezca el vínculo entre los dos objetos ydefina su posición relativa respecto de la junta. Puede definir las mismas opciones para ambosvínculos.

Mediante la casilla de verificación visible puede definir la visibilidad de la varilla de la junta.

En la caja combinada Objeto seleccione el objeto que quiere vincular a la junta.

Los parámetros distancia, ángulo horizontal y ángulo vertical especifican la posición relativadel objeto.


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5.3.12 Junta tipo bisagra

Seleccione la junta tipo bisagra de la caja combinada Propiedades de Objeto. Desde aquípuede seleccionar los dos objetos vinculados y su posición relativa. Para mayor informaciónsobre los parámetros de la posición del objeto, vea el capítulo Junta tipo Bisagra.

Defina la visibilidad de la varilla de la junta con la casilla de verificación visible. Con la cajacombinada Objeto puede seleccionar el objeto que quiere vincular.

En el cuadro de edición distancia puede especificar la distancia desde la junta (el largo de lavarilla).

El cuadro de edición ángulo muestra el ángulo entre el eje de rotación y el eje a lo largo de lavarilla (que es constante al momento de la ejecución). Es cero si los dos ejes son paralelos y90 si son perpendiculares entre sí.

El ángulo de rotación proporciona el ángulo actual de rotación.

La dirección del eje de rotación puede definirse en los cuadros de edición de la parte inferiordel panel. En muchos casos puede ser necesario que el ángulo entre las varillas y el eje derotación sea de 90 grados. marque la casilla de verificación automático. Ahora, cuandocualquier objeto vinculado es rotado, el ángulo de rotación rotará automáticamente en esadirección, mientras el ángulo permanece a 90 grados.

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5.3.13 Deslizador

El objeto deslizador vincula dos cuerpos. La caja combinada objeto muestra estos doscuerpos, y le permite seleccionar otro objeto de la lista. Seleccione “ninguno” parainterrumpir el vínculo original a un objeto.

Puede usar la casilla de verificación visible para definir la visibilidad de la varilla.

El vector de dirección del deslizador, que determina la línea de movimiento de los cuerpos,puede modificarse fácilmente en los tres campos de edición que utiliza para definir su vectorunidad.

El cuadro de edición distancia muestra la distancia entre los objetos vinculados en estemomento y el centro del deslizador.


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5.3.14 Acoplamiento

La lista Elementos muestra los objetos vinculados. Puede vincular objetos adicionales alacoplamiento si selecciona el objeto de la caja combinada debajo de la lista y hace clic en elbotón Unir.

Si desea quitar un objeto de la lista, selecciónelo de la lista de elementos y presione Eliminar.

5.3.15 Fuerza constante, Torsión

Puede ver las propiedades de los objetos fuerza o torsión seleccionados en este panel. Laúnica diferencia entre la fuerza y la torsión en este panel es que el punto de acción estádeshabilitado para la torsión.

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En los campos de edición de la fuerza (torsión) puede ver y modificar el tamaño y ladirección.

El tamaño es la norma de esta cantidad física, mientras que la dirección determina su vectorunidad.

Puede especificar el punto de acción de la fuerza sobre un objeto. Este punto estarárelacionado al sistema de coordenadas cartesiano del objeto. Generalmente, está en el centrode masa. Si vuelve a posicionar el punto de acción, un nuevo objeto punto (objetossuplementarios) aparecerá unido al objeto y la fuerza apuntará desde ese punto.

Mediante la casilla de verificación mostrar puede controlar la visibilidad de la fuerzaseleccionada, o el vector de torsión en la escena.

En Newton puede definir más de una fuerza o vectores de torsión para un objeto. Use losbotones de la parte inferior del panel para hacer un círculo en los objetos de fuerza otorsión que actúan en un objeto dado.

5.3.16 Punto

Desde este panel puede modificar las propiedades del punto.

En los cuadros de edición posición puede ver y modificar las coordenadas del punto. Estepunto está dado con respecto al sistema de coordenadas del objeto. El tipo de sistema sepuede modificar desde la caja combinada sistema de coordenadas.

Si la casilla de verificación Fijo a la superficie está activada entones el punto está limitado apermanecer en la superficie de su cuerpo relacionado. Cuando esta casilla de verificación estádesactivada, el punto puede colocarse en cualquier lugar del espacio.

Como en el caso de la fuerza y la torsión, numerosos puntos pueden pertenecer a un objeto.Para saltar al punto anterior o al siguiente, use los botones de la parte inferior del panel.


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5.3.17 Objetos celestes

Este es un objeto especial para usar en simulaciones astronómicas.

Use la caja combinada debajo del nombre del Objeto para seleccionar entre sus numerososesquemas predeterminados. En esta lista podrá encontrar el sol y todos los planetas. Cuandoselecciona uno de ellos, Newton define las propiedades de los objetos seleccionados a las deun objeto celeste (masa, densidad, tamaño, textura, etc).

Además, los parámetros de la posición inicial y de la velocidad se determinanautomáticamente de acuerdo con la fecha especificada en el diálogo fecha.

Haga la prueba ahora; coloque un objeto celeste en la escena (¡no olvide el Sol!) y comiencela simulación. Verá cómo los planetas giran alrededor del sol.

Si modifica la fecha, Newton cambiará los valores iniciales de posición y velocidad de todoslos planetas.

Los tamaños de los planetas están en la proporción correcta, pero puede modificarlosmediante la barra de seguimiento Cambiar tamaño. De manera similar, puede cambiar eltamaño del sol con la barra de seguimiento Cambiar el tamaño del sol.

5.4 Comprensión del entorno de simulación - ejecución desimulaciones

Luego de realizar el experimento puede comenzar el cálculo numérico del movimiento

simulado si presiona el botón Ejecutar. Este único botón alterna entre los comandos

Ejecutar y Detener. Para finalizar una ejecución, presione el botón Detener. Estoscomandos también se encuentran en el menú Simulación.

Puede ver la simulación nuevamente presionando el botón Repetir . Esta vez, sin embargo,Newton no necesita realizar los cálculos ya que los resultados están almacenados en lamemoria de la computadora. De esta manera los complejos cálculos de una simulación (los

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cuales necesitan la capacidad de cálculo de grandes computadoras y que no pueden realizarseen tiempo real en PCs de escritorio), pueden repetirse tan rápidamente como desee. Antes derepetir la simulación, puede cambiar la perspectiva con total libertad.

Para volver al estado inicial, haga clic en el botón . Esto vuelve a los objetos a suposición inicial, velocidad inicial, etc.

Una simulación tiene muchos parámetros que el usuario deberá definir. Existen parámetrosrelacionados con el tiempo de simulación, el campo fuerza externa, la longitud de lastrayectorias o con la longitud de los registros que pueden reproducirse nuevamente, etc. Estosparámetros están clasificados en dos grupos: uno de ellos se refiere a las fuerzas externas, y elotro a "todo lo demás". Puede acceder al diálogo con los parámetros del primer grupohaciendo clic en el comando Campo Fuerza en el menú Simulación.

5.4.1 Campo Fuerza

En este panel puede definir la o las fuerzas externas que actúan sobre los cuerpos. Éstas son elcampo gravitacional, el campo de Coulomb y la fricción fluida.

En el panel Gravedad puede seleccionar una de estas tres posibilidades:

· La opción 'Ninguna' implica que la simulación tiene lugar lejos de toda estrella o planeta,en un espacio vacío, donde ninguna fuerza gravitacional acelera los cuerpos.

· La segunda opción, 'Constante', significa que el campo gravitacional es el mismo encualquier lugar del espacio virtual y apunta en la dirección (0,0,-1). Si coloca un cuerpo eneste campo, este se acelerará hacia debajo de la misma manera que nosotrosexperimentamos la gravedad en la superficie de la tierra o en algún otro planeta. Laaceleración puede cambiarse a cualquier valor; más aún, hay una caja combinada con la que


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puede seleccionar la aceleración gravitacional de cualquier planeta en nuestro sistema solar.

· La tercera opción es 'Planetaria'. Seleccione esta opción si desea usar la ley degravitación de Sir Isaac Newton. Aquí m1 y×m2. son las masas de los dos cuerpos, r es ladistancia entre ellos, y G es la constante gravitacional. Puede modificar G, la que porsupuesto es una constante y no varía en la realidad. Aún así, podría ser de interés modificarG y ver qué sucedería (por ejemplo, en nuestro sistema solar).

La fuerza de Coulomb entre los cuerpos puede ser activada y desactivada desde el segundopanel. Aquí puede explorar los efectos de cambiar la constante de Coulomb tal como lo

hicimos con la constante gravitacional. La fuerza se expresa como en la ecuación,donde Q1 y Q2 son las cargas de los dos cuerpos, r es la distancia entre ellos, y k es elcoeficiente de Coulomb. Para modificar la carga de los cuerpos, vaya a la ventana

Propiedades, página Material . El valor predeterminado de las cargas es cero, por lo que lafuerza de Coulomb también será cero hasta tanto modifiquemos la carga de al menos doscuerpos.

En el último panel puede seleccionar entre dos modelos diferentes de resistencia fluida. Encualquiera de los dos modelos, las aproximaciones de fricción sólo son válidas para lasesferas. Newton ignora la fricción en todas las otras formas. Los modelos de fricción son lossiguientes:

· Lineal en velocidad: La fuerza actuante en el cuerpo es linealmente proporcional a lavelocidad y se formula: F = 6p r h v. Aquí r es el radio de la esfera en movimiento, v es lavelocidad, y h es la viscosidad del fluido. Este tipo de aproximación es generalmenteapropiada para los cuerpos que se mueven en líquidos si la velocidad no excede un ciertolímite.

· Cuadrático en velocidad: La fuerza F = 1/2 c q r v2 desacelera el cuerpo siendo en este casoproporcional al cuadrado de la velocidad. C es el coeficiente de arrastre numérico (para unaesfera c=0.45), q es el área de corte transversal y r es la densidad del aire. Este modelo seusa habitualmente para la resistencia del aire.

En ambos casos puede usar valores medidos en las cajas combinadas de los campos deedición Constante.

5.4.2 Configuración de los Parámetros de la Simulación

Este diálogo aparece si hace clic en el comando Configuración... del menú Simulación. Aquíencontrará las propiedades de la ejecución de la simulación.

Tiempo virtual: El reloj interno de la simulación puede correr más rápida o lentamente que elnuestro. Aquí puede determinar cuántos segundos virtuales pasarán en un minuto real. Puestoque el programa no puede calcular arbitrariamente rápido (debido a las limitaciones del CPU),Newton puede, a pesar de la configuración, usar un tiempo virtual más lento. En estos casos,realice primero una prueba de simulación. Cuando haya terminado puede reproducir lasimulación que ahora se ejecutará de acuerdo al tiempo virtual seleccionado.

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Escalón de tiempo: la computadora no puede procesar cálculos en tiempo continuo, sólo lohace en tiempo discreto (discontinuo). El intervalo entre dos momentos de tiempo sedenomina escalón de tiempo. Cuando aquí se define el escalón de tiempo, se cambia ladensidad del momento de tiempo discreto y al mismo tiempo se afecta la precisión de lasimulación. Por ejemplo, un escalón de tiempo de 0.01s significa que en 1 segundo virtual elprograma hace 100 escalones, por lo que la posición de un cuerpo será calculada 100 vecespara cada segundo. Si se disminuye el escalón de tiempo, la simulación será más precisa perotambién más lenta. El valor óptimo del escalón de tiempo se consigue logrando que sussucesivas disminuciones no afecten el resultado de manera significativa. El cálculo de estevalor es un problema complicado que no se puede resolver automáticamente. Pero, en general,podemos decir que un tiempo virtual del 1% da como resultado una simulación rápida peroinexacta, 0.1% una simulación moderadamente rápida y precisa, y 0.01% da como resultadouna simulación lenta pero muy precisa.

Período: Aquí puede modificar el momento de tiempo en el que la simulación comienza y, silo desea, el tiempo final cuando la simulación se detiene.

Trayectoria: Para cada uno de los cuerpos, puede hacer que Newton dibuje un rastro quemuestre la trayectoria del centro de masa del cuerpo en la ventana 3D. Puede definir cuánlarga será la trayectoria en unidades de tiempo y, por lo tanto, extender el tiempo que le tomaal cuerpo completar su movimiento. Trate de que esta longitud tienda a ser pequeña. Si lasimulación se extiende por demasiado tiempo, la escena puede aparecer confusa y llena deobstáculos debido a la acumulación de puntos anteriores. Puede definir la densidad de latrayectoria en el campo de edición punto/tiempo.

Grabar: Newton comienza a grabar automáticamente los resultados de la simulación. Estagrabación puede reproducirse repetidamente una vez que se ha completado la simulación.También puede exportarse a un archivo de video *.avi. La grabación se detieneautomáticamente luego de segundos "Longitud".


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5.5 Ventana de descripción

Aún cuando un experimento sea visualmente atractivo y sofisticado, mejorará aún más si seincluyen explicaciones, descripciones, cálculos, o problemas de evaluación. Esto ayudará alusuario a entender los fenómenos físicos en mayor profundidad y amplitud, y a enriquecer laexperiencia de aprendizaje.

Puede usar la ventana de descripción de Newton para obtener y controlar las respuestas de losproblemas de evaluación y también para insertar ilustraciones, gráficos, ecuaciones,explicaciones (incluso la unidad de interfaz para los parámetros importantes de lasimulación). En los párrafos siguientes, encontrará las herramientas usadas en la ventana dedescripción.

Esta ventana tiene dos modos. En un modo, puede editar el contenido, mientras que en el otropuede ingresar valores en los campos de texto, presionar botones, etc.; o sea, puede hacerlafuncionar. Para pasar de un modo a otro, es suficiente con hacer clic en la casilla deverificación Editar en el ángulo inferior izquierdo de la ventana. Si la casilla está habilitada, labarra de herramientas Descripción aparecerá al lado de la ventana. Los íconos de la barra deherramientas le permiten insertar elementos en la ventana. Estos comandos y herramientastambién se encuentran disponibles en el submenú Descripción.

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5.5.1 Uso general

La ventana de descripción puede tener más de una página. Esto permite explicaciones másextensas y estructuradas de un experimento. En la primera página, por ejemplo, puede colocardiagramas, y en la segunda puede explicar el cálculo teórico del movimiento.

En la parte inferior de la ventana, al lado de la casilla de verificación, verá otros dos íconosque sirven para controlar la página de la ventana. El ícono de la izquierda crea una nuevapágina, y el de la derecha elimina la página actualmente seleccionada. Justo al lado delícono de la derecha una anotación muestra el número de página actualmente seleccionada y elnúmero total de páginas. La tercera parte de la anotación nos dice qué tipo de página estaactualmente seleccionada y sólo es de interés cuando edita la ventana de descripción de unarchivo de problema. En este ejemplo, puede ser necesario cambiar el tipo de página denormal a pista o solución, dependiendo del contenido de la página. Presentamos el tipo depágina en más detalle más adelante. Puede usar este comando (que se encuentra en el menúcontextual de la ventana) para definir el tipo de la página actual.

A la derecha de la barra de estado, hay dos botones de dirección con los que puededesplazarse de una página a otra. Las teclas RePág y AvPág del teclado cumplen la mismafunción.

Si colocó elementos en la ventana de descripción que superan los límites de la ventana,Newton activa las barras de desplazamiento vertical y horizontal.

Cada elemento insertado en la ventana de descripción tiene su propia ventana de propiedadesdesde la cual puede modificar numéricamente la posición y el tamaño del elemento. Si hacedoble clic en un elemento aparecerá el cuadro de diálogo correspondiente. Estos diálogos sedetallan más adelante, en la presentación del elemento correspondiente.

Para reemplazar o modificar el tamaño de un elemento, proceda de la siguiente manera:

Coloque el cursor sobre el elemento (la forma del cursor cambia ), mantenga presionado elbotón izquierdo del mouse y arrastre el elemento a la nueva posición. Cuando un elementoestá seleccionado, verá unas cajas pequeñas en las esquinas del área de dibujo. Estas cajas seusan para modificar el tamaño de los elementos pero sólo cuando esto tiene sentido, porejemplo, en el caso de imágenes o diagramas. Si trata de arrastrar los rectángulos de selecciónde una línea, puede mover el punto extremo de la línea.

Puede seleccionar y mover varios elementos a la vez. Haga clic en uno de los elementos,mantenga presionado el botón del mouse, y extienda el rectángulo de selección hasta encerrarlos elementos que desea mover. Al soltar el botón, los elementos que están dentro delrectángulo quedarán seleccionados. Ahora haga clic en uno de los elementos seleccionados,mantenga presionado el botón del mouse, arrastre los elementos a su nueva ubicación, y suelteel botón. Otra manera de mover un grupo de elementos es seleccionarlos uno por uno.Mantenga presionada la tecla Ctrl y haga clic en cada uno de los elementos. Cuandoseleccionó todos los elementos, muévalos como se explicó anteriormente.

Después de colocar varios elementos en la Ventana, puede ocurrir que algunos sesuperpongan. Para definir qué elementos estarán visibles y cuáles aparecerán ocultos, presione

los íconos . Uno de ellos coloca el elemento seleccionado detrás del otro, el otro loenvía adelante.


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En el submenú configuración del menú contextual de la ventana de descripción encontrará loscomandos Configuración/Ajustar... y Configuración/Color de papel. La herramienta Ajustares útil para forzar objetos reubicados en la grilla. En el diálogo “ajustar” puede activar ydesactivar, ajustar-la-grilla y definir, el tamaño de la grilla. El parámetro del color de papel(color de fondo) cambia el color de fondo de la ventana de descripción.

Veamos ahora las herramientas necesarias para editar. En las siguientes secciones, se sugieresiempre que inserte los elementos desde la barra de herramientas Descripción, aunque todosestán disponibles en el menú Descripción o en la ventana de descripción del menú contextual.

5.5.2 Cómo insertar líneas, elipses e imágenes

El primer ícono habilita el trazado de una línea. Lleve el cursor al lugar donde quieracomenzar la línea, haga clic con el botón izquierdo del mouse, extienda la línea hasta el puntofinal deseado, y haga clic nuevamente. Puede trazar líneas adicionales de la misma manera.Cuando haya terminado de trazar las líneas, presione el botón derecho del mouse o la teclaESC.

Use esta herramienta para dibujar elipses o círculos. Seleccione el ícono elipse, mueva elcursor a una de las esquinas del recuadro que contiene la elipse y haga clic para determinar elpunto de inicio. Ahora mueva el cursor para extender la elipse a la forma deseada y haga clicde nuevo.

Puede cambiar el estilo de la línea, el color o el tipo de relleno de la elipse si selecciona el

elemento y pulsa el ultimo icono , denominado 'Formato de lápiz y pincel'. Aparecerá uncuadro de diálogo como el que se muestra a continuación:

Las tres propiedades del lápiz, color, estilo y ancho, determinarán la apariencia de las líneas olos contornos de las elipses que dibuje. Para cambiar el color, haga clic en el botón yseleccione el color deseado. Si ha seleccionado un estilo de Lápiz que es continuo (no incluyepuntos o guiones), entonces el color del Pincel se usará para rellenar las elipses.

Si no ha seleccionado ningún elemento antes de hacer clic en el ícono, la configuración dellápiz y pincel cambiará y tendrá efecto la próxima vez que dibuje una línea o elipse.

Para insertar una imagen de un archivo de mapa de bits de Windows en la ventana de

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descripción, presione el ícono mapa de bits . Se abrirá un cuadro de diálogo desde el cualpodrá seleccionar un archivo de una de sus unidades de disco (se pueden importar losformatos bmp y jpg). Haga clic en el botón OK y ubique la imagen en la ventana. Si deseamodificar el tamaño de la imagen, seleccione el mapa de bits y mueva el cursor sobrecualquiera de los pequeños rectángulos que señalan los indicadores de selección (el cursor

cambiará de forma ), y arrastre y mueva el indicador para modificar su tamaño.

5.5.3 Textos de edición y Ecuaciones

, el siguiente ícono en la Barra de Herramientas Descripción es la herramienta Texto. Lepermite crear y colocar anotaciones, palabras y ecuaciones, en la ventana Descripción. Sipresiona el ícono Texto aparecerá la ventana de diálogo Texto donde podrá redactar su texto.Esta ventana de diálogo y las reglas de redacción se explican en este capítulo. Cuando hayacompletado su texto y definido todas sus propiedades, presione OK para colocar el texto en laventana de descripción. Luego, si desea editar el texto, haga doble clic en él y use el cuadro dediálogo nuevamente. Para reubicar un texto, use el método de arrastrar y mover de siempre.

5.5.3.1 Íconos del cuadro de diálogo Texto

Este cuadro de diálogo funciona de dos maneras diferentes. En el modo 'Edición de texto'puede ingresar, modificar o eliminar textos, ajustar párrafos, cambiar la fuente, etc...así escómo los editores comunes trabajan. Cuando inserta una Caja de Fórmulas o pasa el cursorencima del Editor que cambiará al modo 'Editar fórmula', puede realizar fórmulasmatemáticas utilizando las barras de herramientas que aparecen. Su uso es muy sencillo. Losbotones en la barra de herramientas del cuadro de diálogo texto en “Edición de texto" son:


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De izquierda a derecha representa las siguientes operaciones:Negrita

La fuente del texto (la seleccionada o con la que se escribirá luego) será negrita.Cursiva

La fuente del texto será cursiva.Subrayado

La fuente estará subrayada.Tamaño de fuente

Especifica la altura de la fuente en puntos.Color de fuente

Especifica el color del texto.Deshacer

Deshace la última operación. Insertar Fórmula

Las fórmulas matemáticas deben escribirse en la "Caja de fórmulas". Mostrar caracteres especiales

Mostrar/Ocultar caracteres especiales.Alinear a la izquierda / al centro / a la derecha / Justificar

Alinea el texto del párrafo a la izquierda/al centro/a la derecha del Editor, o justifica eltexto en ambos lados.Tipo de fuente

Identifica la tipografía de la fuente. Esta configuración de fuente sólo se aplica aexpresiones normales. Todos los textos dentro de una “Caja de fórmulas” usarán un conjuntoespecial de tipografía.

Una de las barras de herramientas en la barra de herramientas del cuadro de diálogo en elmodo “Edición de fórmula" son:

Al pulsar uno de estos íconos insertará una expresión en el cursor; por ejemplo, si hace clicen fracción, se insertarán dos caracteres cuadrados, uno encima del otro. Esto le proporcionauna especie de plantilla que se convertirá en una expresión adecuada una vez que hayasubstituido los nombres de sus parámetros para el denominador y el numerador. Lasexpresiones pueden anidarse libremente una en la otra.Sugerencia: Puede encontrar sugerencias para muchos de los iconos. Generalmente en lasugerencia hay palabras abreviadas, por ejemplo, para el símbolo de raíz cuadrada encontrará'raíz' Trate de escribirla en una Caja de fórmula, verá que de inmediato se convierte en unsímbolo griego Ahora iremos de izquierda a derecha:

Paréntesis, normas Es una colección de paréntesis redondos, cuadrados, curvos y normas

FracciónSí hace clic aquí puede insertar diferentes formas de fracciones.

Índices

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Aquí encontrará distintos tipos de índices.Raíz cuadrada, raíz de n

Haga clic aquí para insertar raíces a la fórmulaDetalles finos

Una colección de distintos tipos de Detalles finos.Vector, matriz

Sirve para insertar diferentes formas y tamaños de matrices a la fórmula. Cuadro de texto

Si desea cancelar la conformación dentro de una ecuación utilice el Cuadro de texto.

Sobre la imagen puede ver por debajo y encontrar muchos símbolos adicionales para crearexpresiones apropiadas y de buena apariencia.

Para editar más fácilmente puede ampliar el texto utilizando los íconos Acercar/Alejar que se

encuentran debajo en la barrra de herramientas.

5.5.3.2 Cuadro de diálogo Texto | Menú Velocidad

El menú en el cuadro de diálogo texto le permite guardar y cargar el texto y configurar suspropiedades. Los comandos más importantes en el menú son los siguientes:Abrir

Carga un texto existente desde un archivo al editor de textos.Guardar

Guarda el contenido del cuadro de diálogo texto en un archivo con su nombre actual.Para la Web puede usar el formato de archivo html, Exportar HTML

Puede exportar el contenido en el formato HTML. Existe la posibilidad de cambiar elformato de fórmula incluido en html, puede ser formato Mathml, o simple imagen GIF.

5.5.4 Creación de Diagramas

EL movimiento de los objetos en un experimento puede ser no sólo observado en 3D virtualsino también trazado en diagramas ubicados en la ventana de descripción. Además delmovimiento pueden trazarse o graficarse otras cantidades físicas, por ejemplo, loscomponentes de velocidad, momento, aceleración, energías, etc.


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Pueden trazarse simultáneamente varias curvas en un diagrama. Una curva se define mediantedos expresiones. Estas expresiones son funciones matemáticas que contienen las variables delos cuerpos y los objetos del experimento y se evalúan en cada escalón de tiempo de lasimulación. Como resultado obtenemos un par de números reales en cada escalón de tiempo.Esta serie de puntos define una curva y la curva se traza en el plano, extendiéndose a través delos ejes horizontales y verticales del diagrama.

Presione el ícono diagrama en la barra de herramientas Descripción para crear un nuevodiagrama. Esto abre el diálogo de propiedades del diagrama donde puede agregar una o máscurvas al diagrama o modificar los parámetros de los ejes, el desplazamiento, las curvas y laapariencia. Aún si no está preparado para definir las curvas ahora puede colocar un "diagramavacío" en la ventana de descripción. Presione el botón OK y coloque el diagrama en laventana de descripción, primero el ángulo superior izquierdo y luego el ángulo inferiorderecho. Si luego desea modificar el tamaño del diagrama, selecciónelo con un clic encualquier parte del mismo. En los ángulos del diagrama podrá ver pequeños rectángulos.Coloque el mouse sobre uno de ellos, presione y mantenga el botón izquierdo y mueva elmouse hacia la nueva posición. Para mover el diagrama a otro lugar de la ventana dedescripción, haga clic en cualquier parte del diagrama y arrástrelo a la posición deseada.

Haga doble clic en cualquier parte del diagrama, y la ventana Propiedades del diagramaaparecerá nuevamente. En el próximo capítulo lo explicamos con más detalle.

5.5.4.1 Ventana Propiedades del Diagrama

La Ventana Propiedades de Diagrama se presenta en dos páginas, Curvas y Apariencia. Paracambiar de página, presione la ficha con la leyenda correspondiente. La página Curvas es paracrear y modificar curvas, mientras que la página Apariencia es para cambiar la apariencia delos diagramas y la configuración de los ejes.

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5.5.4.1.1 Página Curva

Cuando este diálogo aparece por primera vez, puede ver el nombre del objeto en una lista enla parte superior de la ventana. Por supuesto, la lista estará vacía si ningún objeto ha sidocolocado aún en la escena. Al lado del nombre del objeto puede ver el carácter de la silueta decarpeta . Si hace clic en él, se visualizará la lista variable del objeto.

Si un objeto tiene variables tipo vector, no puede trazarse en el diagrama. En Newton, losnombres de variables para vectores están precedidos por este símbolo . Hacer clic en ellosactivará los componentes vectores, X, Y Z. Para trazar una curva para esta variable,seleccione la variable y presione el botón agregar. Ya ha definido una curva, la curva de lavariable versus tiempo.

Los íconos a la izquierda del nombre indican el tipo de variable. es la variable del tipo devector, es el tipo real, y es el tipo de entero. Sólo los dos últimos tipos pueden trazarsedirectamente en el diagrama. Si selecciona el tipo de vector Newton mostrará el botónagregar en gris. Una lista expandida puede contraerse si hace clic en el símbolo .

Si siguió la operación descripta anteriormente y presionó el botón agregar, aparecerá elnombre de la nueva curva en la lista Curvas. Al lado de la lista, verá los botones con los quepodrá controlar las curvas seleccionadas. Para seleccionar otra curva, simplemente haga clicen ella. Las funciones de los botones son las siguientes: el ya conocido botón agregar paracrear una nueva curva, el botón eliminar para eliminar la curva seleccionada (también puedeusar la tecla eliminar que se encuentra en su teclado), y el botón propiedades para definir laapariencia de la curva. Puede definir el color y el ancho de la curva. Una casilla deverificación determina si los puntos de la curva estarán unidos con una línea simple.


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Para cambiarle el nombre a la curva seleccionada presione el botón Cambiar nombre... Elnombre de la curva se mostrará en a una leyenda, por lo que es importante usar nombres quesugieran su función.

A pesar de su simplicidad, existen algunas desventajas al definir las curvas como se demostróanteriormente. Sólo pueden trazarse las funciones dependientes de tiempo de las variablespredefinidas.

Necesitamos una manera más poderosa de definir el trazado de funciones si por ejemplo,deseamos trazar la proyección del movimiento en un plano (que no es una funcióndependiente del tiempo). Otro caso se origina cuando deseamos trazar una función de más deuna variable. Como lo mencionáramos anteriormente, la definición de una curva requiere dedos expresiones relacionadas con los ejes del diagrama. Las fórmulas pueden introducirsedirectamente. Presione el botón editar y observe que la parte superior del diálogo cambia.

Tenemos dos nuevos campos de edición – eje horizontal y eje vertical. Debe ingresar las dosexpresiones matemáticas que definen las curvas. Las reglas son simples: debe redactar laexpresión a partir de un nombre de variable, operación matemática (+,-,*,/,^) y funciones (porejemplo, funciones trigonométricas, funciones de transformación de coordenadas, etc.). Lasintaxis de la función es la siguiente: nombre de la función, seguida de los parámetros dentrode paréntesis. No es necesario memorizar los nombres de las variables o de las funciones,

simplemenre presione el ícono . La ventana Variables se abre para permitirle explorar laslistas de variables y funciones. En la parte inferior de esta ventana encontrará una brevedescripción del elemento seleccionado. Para insertarla en la expresión, presione el botón

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Insertar. Puede obtener más información sobre este diálogo en el capítulo 'VentanaVariables'.

A la derecha de los dos campos de edición se encuentran los íconos para la suma (+), resta (-),multiplicación (*), división (/) y elevar a la potencia. Al presionar un símbolo de operación selo inserta en la expresión en la posición del cursor. El campo de edición seleccionado sedistingue por su título, que se muestra en negritas.

Luego de ingresar la expresión, debe verificar si es aceptada por el programa. Presione elbotón Control de sintaxis. Si se encuentra un error, Newton le mostrará un mensaje de errory el campo de edición de la expresión errónea se verá rojo. El control de sintaxis se ejecutaráautomáticamente cuando haya presionado el botón OK del diálogo. No podrá cerrar losdiálogos mientras el programa informe un error.

Para modificar una curva simplemente selecciónela, y los dos campos de edición de los ejesse abrirán y mostrarán su expresión. Ahora puede editarlo a su parecer.

Si ha creado una curva usando el método más simple presentado anteriormente, aún puedeusar este diálogo de edición. Por ejemplo, digamos que ha elegido el componente z del cuerpodenominado bola. Si selecciona la curva de la lista en los campos de edición, encontrará lassiguientes expresiones:

Eje horizontal

tiempo

Eje vertical

bola.p[3]

Aquí la expresión tiempo es una variable que muestra el tiempo real de simulación. Labola.p[3] es el componente z ([3] = z) de la posición ( .p ) del cuerpo de la bola (bola es elidentificador). El diagrama obtiene un valor en cada escalón de tiempo, agrega un punto alplano y agrega el punto a la curva.

5.5.4.1.2 Página Apariencia

La apariencia del diagrama puede modificarse mediante las herramientas de la páginaApariencia. Revisemos las posibles configuraciones.

En el panel Eje puede modificar los parámetros del eje. Si la casilla Desplazamiento estáactivada al momento de dibujar, el programa desplazará el eje si fuera necesario, es decir, si elvalor máximo o mínimo de la curva es mayor o menor que el Límite Superior o Inferior. Haydos maneras de tratar esto. La primera es marcando “Cambiar límites del eje”, lo que significaque los límites serán empujados hacia afuera. La segunda es marcar “intervalo dedesplazamiento”, lo que acercará los límites.

Si presiona uno de los dos botones (eje X o eje Y) se abrirá un nuevo diálogo. Otra manera deacceder a este diálogo es mover el mouse sobre el eje del diagrama dibujado en la ventana deDescripción y hacer doble clic en él. Este diálogo contiene lo siguiente:


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Etiqueta | Texto Aquí se definen los nombres de los ejes. El nombre aparecerá debajodel eje horizontal y a la izquierda del eje vertical respectivamente.

Etiqueta | Fuente Define la fuente del texto.

Número | Formato Le permite definir el formato de los números. Las opciones sondecimal, ingeniería o científico.

Número | Dividir por factor Los números del eje se dividirán por estefactor. Esto también se verá reflejado en los números escritos.

Número | Precisión Define la cantidad de dígitos hacia la derecha del punto decimal.

Número | Fuente Define la fuente de los números.

Escala | Lin/Log Selecciona un eje lineal o logarítmico.

Escala | Marcas Determina el número de intervalos en los que puede dividirse el eje.

Escala | Límite inferior Es el límite inferior del eje.

Escala | Límite superior Es el límite superior del eje.

Finalmente, hay una casilla de verificación “Leyenda” en la página Apariencia de la Ventanade Diagrama. Si esta habilitada, se dibujará una leyenda con los datos del nombre de la curva.La leyenda presenta una línea corta dibujada con los parámetros de la curva actual (color,peso, etc.) al lado del nombre de ésta. Puede cambiar de lugar la leyenda libremente, y hacerdoble clic en ella para modificar los nombres de las curvas. Newton también actualizará losnombres de las curvas en la lista de curvas de las propiedades del diagrama. Para eliminar laleyenda, deshabilite la casilla de verificación Leyenda de la ventana Propiedades de diagrama.

5.5.5 Controles Interactivos

Newton le proporciona controles interactivos. Estos le permiten colocar controles paraalgunos parámetros clave o cantidades físicas en la ventana de descripción donde quedanlistos para su inmediato uso interactivo. Por ejemplo, imagine que tenemos una bolarebotando en la mesa y que deseamos examinar cómo la altura máxima del rebote se

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correlaciona con la elasticidad de la bola. Mediante un campo de edición para el coeficientede elasticidad en la ventana de descripción, es posible leer y también modificar su valor comoasimismo, ver claramente el efecto del coeficiente de elasticidad.

Los controles interactivos también se usan para la resolución de problemas y las pruebas. Uselos controles interactivos para aceptar las respuestas del usuario, comprobar si esas respuestasson correctas y para asignar un puntaje al problema.

Algunos controles son apropiados para la interactividad durante las simulaciones, algunos enel manejo de problemas y otros son útiles en ambas situaciones. Presentamos esos controlesen la siguiente sección.

5.5.5.1 Campo de edición

Haga clic en el campo de edición y colóquelo en la ventana de descripción. Aunque la alturadel campo de edición no puede ser modificada, su ancho es ajustable. Arrastre los pequeñosrectángulos del campo de edición seleccionado, defina el ancho en un nuevo valor y mueva elcampo de edición a su nueva posición. Si el modo editar está desactivado (en off) puedepresionar el campo de edición e ingresar el texto o los números deseados.

En el modo Editar, haga doble clic en el campo de edición para abrir la ventana Propiedadesde campos de edición. Desde aquí puede ajustar la posición y el ancho de este elemento en elpanel superior. Luego, seleccione la función del campo de edición en el panel inferior. Puedeasignar una variable a este campo de edición o puede ser un campo de entrada para recibir larespuesta a una pregunta en un archivo de problema.

Si usa el control para ingresar la respuesta de un estudiante, entonces debe proporcionar aNewton la respuesta correcta. Éste es el número que el estudiante debe calcular e introducir eneste campo de edición. Debemos permitir una tolerancia aceptable en las respuestas delestudiante por dos razones. Por un lado, las soluciones en la realidad pueden no tenerrespuestas exactas. También es posible que el solucionador de Newton genere resultadoslevemente diferentes de una ejecución a otra. Ingrese la diferencia aceptable entre la respuestanominalmente correcta y la respuesta del estudiante en el campo tolerancia. Si el estudianteresponde correctamente, se le acreditarán los puntos correspondientes. El campo de ediciónsiguiente le informa a Newton cuántos puntos obtendrá el estudiante.

Si desea elegir 'asignar variable al control', deberá ingresar el nombre de la variable en elcampo de edición. Sin embargo, no necesita saber las variables de memoria, Newton lo hace

por usted. Haga clic en el ícono y examine las variables de la lista. Seleccione una variable


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y presione el botón Insertar. Esto coloca el nombre de la variable en el campo de ediciónvariable asignada. Presione el botón OK en la ventana Propiedades del campo de edición yobserve que el control ahora muestra el valor de la variable asignada. Si el modo editar estádesactivado, puede navegar por el control y escribir un nuevo valor para esta variable.

5.5.5.2 Casilla de verificación

Este control puede usarse para preguntas a responder con sí o no, o para asignar variablesbooleanas al objeto. Por ejemplo, puede asignar la visibilidad a los cuerpos mediante unacasilla de verificación.

Para colocar una casilla de verificación en la ventana de descripción, presione el ícono casillade verificación de la barra de Descripción y luego en la ventana de Descripción. Haga dobleclic en la casilla de verificación para que aparezca la ventana de Propiedades. Aquí puededefinir la posición de la casilla de verificación o cambiar la anotación (el texto escrito despuésde los rectángulos pequeños. La caja combinada Estado puede asumir tres valores diferentes –activada, desactivada y gris. La opción en gris indica que la casilla de verificación no tieneuna respuesta definida. La encontrará en algunos de los archivos de problemas. La cajatambién estará gris cuando no haya respondido aún a una pregunta por sí o por no.

Antes de que pueda introducir una casilla de verificación, debe elegir la función a usar coneste control interactivo. Si selecciona 'usar en cuestionario', deberá introducir el valor correctoen la casilla de verificación "Valor Correcto" y el puntaje que el estudiante obtendrá por larespuesta correcta en la ventana Puntaje. Si elige la opción 'asignar variable al control', puede

examinar la variable haciendo clic en el ícono . Newton filtra la lista de variables, ypresenta sólo aquellas variables de tipo aceptable. Para esta función, Newton filtra todas lasvariables salvo aquellas que tienen dos estados. Seleccione la variable correcta y presione elbotón Insertar. La ventana se cierra y el nombre de la variable se coloca en el campo deedición asignar variable. Ahora que todos los parámetros están definidos, presione el botónOK. Si el modo editar está desactivado en la ventana de descripción, puede cambiar el estadode la casilla de verificación.

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5.5.5.3 Botón de radio

El Botón de radio sólo se usa en los archivos de problemas de elección múltiple, donde elestudiante debe seleccionar la respuesta correcta de una lista de dos o más respuestas posibles.Para ubicar este elemento en una ventana de descripción, haga clic en su ícono en la barra deDescripción. Al hacer doble clic en un Botón de radio, aparece su ventana de propiedades, laque muestra todos sus parámetros. Puede cambiar su posición mediante las coordenadas X eY. En la casilla "Controlado" puede (opcionalmente) seleccionar una respuesta queinicialmente, y por defecto, se encuentra habilitada con un tilde. En el campo de edición Filasse listan las posibles respuestas. Cada línea se finaliza presionando la tecla ENTER. Luego,introduzca el número de la respuesta correcta y el puntaje que el estudiante obtendrá por esarespuesta. Presione el botón OK para cerrar la ventana. Si el modo editar está desactivado,puede seleccionar cualquiera de los botones de radio haciendo clic en él.

5.5.5.4 Barra de seguimiento

La barra de seguimiento puede asignarse a variables de tipo real. Use la barra de seguimientopara variables (como, por ejemplo, ciertas cantidades físicas) que tengan límites máximos ymínimos, o sea, que están definidas en un intervalo dado. La elasticidad, por ejemplo, sedefine en el intervalo [0..1]. Toda variable puede estar limitada a un intervalo. Use estecontrol interactivo si por alguna razón desea restringir un componente coordinado de uncuerpo entre límites.


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Haga clic en el ícono Barra de seguimiento de la barra descripción y coloque el control en laventana de Descripción. Haga doble clic en el elemento para activar la ventana propiedadescon la que definirá las propiedades de la Barra de seguimiento.

En el panel superior de este diálogo puede reubicar la Barra de seguimiento o modificar suancho.

Defina los valores Min y Máx para establecer los límites superiores e inferiores.

El parámetro división determina el valor por el cual debe dividirse un intervalo dado paralograr el tamaño de escalón deseado entre dos valores adyacentes. Por ejemplo, losparámetros mostrados en la captura de pantalla a la izquierda muestran que todos los númerosenteros entre 0 y 10 pueden asignarse a la variable.

Puede asignar una variable al control de la misma manera que la que vimos previamente paraotros elementos interactivos. Si conoce el nombre de la variable, puede introducirlo en elcampo variable. Si no recuerda el nombre, puede buscarlo en la lista que aparece al hacer clic

en el ícono . Puede aceptar cualquier parámetro si presiona el botón OK. Si la ventana dedescripción no está configurada en el modo Editar, puede arrastrar la barra de seguimientocon el mouse. Newton actualizará el valor de la variable asignada cuando suelte el botón delmouse.

5.5.5.5 Botón

Este botón especial difiere de otros controles interactivos. No asignamos un nombre devariable a un botón, sino más bien una o más "acciones". Cuando el estudiante presione estebotón, Newton ejecutará en secuencia las acciones en la Lista de Acciones una sola vez, yluego se detendrá. Hay una acción para ejecutar la simulación y otra para restablecerla.

Coloque el botón en la ventana de descripción siguiendo los pasos ya conocidos: presione elícono, mueva el objeto con el mouse y haga clic en cualquier punto para activar la ventana dedescripción donde puede colocarlo. Haga doble clic en el elemento para abrir la ventana depropiedades del botón.

Si configura los parámetros en el panel superior puede definir la posición del botón y ajustarsu altura y ancho. Recuerde que también puede definir la altura y el ancho con el mouse.

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Cambie el botón Anotación en el campo de edición Anotación.

En la parte inferior del panel puede crear y editar la Lista de acciones. Presione en el triánguloa la derecha de la caja combinada y seleccione una acción. Luego, haga clic en el botón“agregar” para colocar la acción en la lista de acciones. Para eliminar una acción o paracambiar el orden de las acciones, use los botones próximos a la lista de acciones. Para aceptarlos cambios presione el botón OK. Para comprobar la Lista de Acciones, salga del modoeditar y presione el botón para comenzar la ejecución de las acciones.

5.6 Creación de problemas y de conjuntos de problemas

Newton le proporciona herramientas para crear conjuntos de problemas. Los problemasayudan al estudiante a mejorar sus habilidades para resolver problemas y evalúan susconocimientos de física. La escena 3D ilustra el ejercicio antes de que el estudiante envíe surespuesta, y/o puede proporcionar información una vez que el estudiante haya enviado surespuesta. Newton también puede resolver el problema en forma numérica y comprobar larespuesta del estudiante.

También cuenta con la posibilidad de darle al estudiante una o más pistas (una instrucción, uncálculo detallado, o pistas paso a paso). Las pistas paso a paso le evitan al estudiante tener queseguir solicitando pistas después de una, dos o más de éstas. El uso de pistas de pasosmúltiples, que se tornan progresivamente más complejas, es adecuado tanto para el estudianteque sólo necesita algunos indicios como para aquel que requiere más apoyo.

Los estudiantes pueden evaluar sus conocimientos mediante la función puntaje de Newton; lasrespuestas correctas suman el puntaje total, mientras que el uso de pistas conlleva a unpuntaje inferior. En un conjunto de problemas, se calcula el puntaje de cada problema y seobtiene un puntaje total.

Le mostramos ahora cómo diseñar, mediante el uso de herramientas interactivas, uncuestionario que contenga páginas de pistas y soluciones. El capítulo “Creación de unconjunto de problemas” describe cómo agrupar problemas en un conjunto. El capítulo“Resolución de un conjunto de problemas” ejemplifica el proceso de responder a preguntas deexamen.

5.6.1 Creación de un problema

Los siguientes son los pasos típicos para crear un problema:

· Escriba la pregunta.

Cree el objeto de descripción de texto y redacte la pregunta en unas pocas oraciones.

· Colocación y ajuste de elementos interactivos

Una vez que se ha colocado la pregunta en la ventana de descripción, generalmente quedaespacio suficiente para colocar uno o más elementos interactivos. Estos elementos seránusados para agrupar las respuestas. Pueden usarse tres elementos diferentes de acuerdo altipo de pegunta y respuesta.


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Si se pregunta por un valor, use el campo de edición.

Si se proveen respuestas de selección múltiple, use el botón de radio.

Si se pregunta por sí o no, use la casilla de verificación.

Puede tener más de una pregunta en un problema. Para cada pregunta, debe colocar unelemento interactivo en la ventana de descripción. Para cada elemento interactivo, se lesolicitará la respuesta correcta y el puntaje.

· Simulación complementaria

Para crear un experimento puede usar cualquiera de los objetos y cuerpos. Si suexperimento incorpora movimiento, es conveniente colocar un botón en la ventana dedescripción con una lista de acciones Restablecer, Ejecutar. El estudiante podrá ejecutar laanimación más de una vez. Para más detalles, vea el capítulo Elementos Interactivos.

· Escribir pistas

Las instrucciones o pistas deben comenzar en una nueva página. Esto las ocultará delestudiante de manera que sólo puedan verse a cambio de una reducción en el puntaje. Si elestudiante pide una pista, su puntaje posible se verá reducido en un diez, veinte, u otroporcentaje, según lo determine quien haya creado el problema. Luego de la creación de unanueva página, cambie el tipo de página a pista. Este comando puede encontrarse en el menúcontextual. Configure la página como pista. Ahora coloque las imágenes, el texto de ayuda,y las ecuaciones en la ventana. Finalmente, en el menú contextual (clic derecho en laventana de descripción) haga clic en el elemento “Reducción de puntaje por pistas...”.Aparecerá un pequeño cuadro de diálogo que le dará el porcentaje a utilizar para reducir elpuntaje.

· Escribir una solución

Es conveniente suministrar una "página de soluciones" para cada problema para que si elestudiante realmente tiene dificultades para resolver el problema, pueda al menos revisar lasolución y aprender de ella. Sin embargo, aún si el estudiante resuelve el problemacorrectamente, puede ser útil tener una solución oficial ya que a menudo existen múltiplesmaneras de resolver un problema. Si el estudiante pide la solución antes de presentar susrespuestas, perderá la oportunidad de obtener puntos para este problema.

De la misma manera que con la página de pistas, la página de soluciones debe comenzar enuna página nueva distinta, que pueda permanecer oculta hasta tanto el estudiante soliciteverla. Para definir el tipo de página en solución, haga clic en el menú contextual (presioneel botón derecho del en cualquier parte de la ventana de descripción) y seleccione elcomando "Configurar la página como solución”.

Puede ejecutar estos pasos en cualquier orden. Cuando haya terminado, guarde el problemapresionando el ícono Guardar. En el diálogo que aparecerá, busque la caja combinadadenominada Filtro y seleccione como tipo de archivo .pb. Reemplace el asterisco (*) con unnombre de archivo y presione el botón Guardar.

Al cargar un archivo de problemas, Newton automáticamente cambia al modo resolución deproblemas. Esto oculta toda posibilidad de edición y ajustes, evitando que el estudiante espíelas pistas y las respuestas. En lugar de la Barra de Objetos, encontrará la Barra de Problemas,

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lo que facilita el manejo de problemas y conjuntos de problemas. Si desea modificar unarchivo de problemas, ábralo y presione el comando editar menú de problemas. Newton lepedirá que introduzca su contraseña antes de obtener acceso al modo normal. Ésta es otraprecaución para prevenir un comportamiento inapropiado de parte del estudiante. Luego de laprimera instalación, Newton por defecto usa la contraseña "Newton". Ésta puede (y debería)ser cambiada inmediatamente después de la instalación. Si olvida la contraseña, desinstale einstale Newton nuevamente. La contraseña estará una vez más configurada como "Newton".

5.6.2 Creación de un conjunto de problemas

Una vez que ha creado un número de problemas sobre un tema determinado, puede agruparlosen un archivo del tipo “conjunto de problemas”. Este archivo contiene una lista con el nombredel archivo del problema, y un título. Al cargar un archivo de problemas, Newtonautomáticamente cambia al modo resolución de problemas. La Barra de Problemasreemplazará a la Barra de Objetos para ayudarlo a manejar los conjuntos de problemas y elpuntaje.

Debido a que el archivo conjunto de problemas sólo almacena el nombre del archivo y la rutaal archivo del problema, es conveniente mover los archivos a su directorio final antes de crearun archivo de conjunto de problemas. Mejor aún, cree una nueva carpeta que contenga losarchivos, y guarde el archivo conjunto de problemas en el mismo directorio. Unaconsecuencia de esto es que la ruta será relativa, y los archivos podrán moverse juntos a otrosdirectorios.

Presione el menú Archivo y seleccione el comando “Administrador de conjuntos deproblemas...”. Esto activará un diálogo donde pueden realizarse todas las tareas asociadas alos conjuntos de problemas. Inicialmente, la tabla está vacía, pero sus celdas contendráneventualmente los nombres y los títulos de los problemas. Presione el botón 'Agregararchivos…' y examine los archivos de problemas en su(s) disco(s) duro(s). Seleccione losarchivos relacionados y presione el botón Abrir. Los archivos aparecerán en la tablainmediatamente. El orden de los archivos es importante ya que este será el orden que elprograma usará al presentar los problemas a resolver. Obviamente, el estudiante puede elegir


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libremente qué problema resolver primero. Los botones arriba y abajo cerca de la lista lepermiten desplazar la(s) fila(s) seleccionada(s) hacia arriba o debajo de la lista. Si hay filasque ya no necesita, simplemente selecciónelas y presione el botón eliminar. Cuando hayaterminado de agrupar los problemas y ponerlos en el orden adecuado, puede guardar elconjunto de problemas mediante el botón Guardar. Si desea crear otro conjunto de problemas,haga clic en el botón Nuevo. Si desea modificar un conjunto de problemas anterior, presioneel botón Abrir, encuentre el conjunto de problemas y realice los cambios que desee.Asegúrese de guardar el archivo actualizado.

5.6.3 Resolución de un conjunto de problemas

Newton automáticamente cambia al modo resolución de problemas al ejecutarse Cargando unproblema. El programa cierra todos los archivos de ejemplo abiertos e impide el uso de lasherramientas de simulación para obtener la solución al problema. Todos los títulos de menúsdesaparecen excepto el título de ayuda, y aparece el título del Menú problemas. En lugar de laBarra de Objetos, Newton muestra la Barra de Problemas. Esto lo ayuda a explorar el archivode problema y a resumir los puntajes.

El panel izquierdo de esta barra de control muestra el puntaje y cuántos puntos obtendrá si surespuesta es correcta. Cuando solicita una pista, el número de puntos a recibir se reduce. ElPuntaje obtenido muestra cuántos puntos ha acumulado hasta el momento. El Puntaje totalpara el conjunto es el puntaje máximo que obtendría si resolviera todos los problemascorrectamente. A la derecha del panel hay una caja combinada que lista los títulos de losproblemas. Seleccione un problema para traerlo a la pantalla y poder trabajar en él. Puededesplazarse por las listas de problemas con los botones de dirección. Encima de las flechaspodrá ver que actualmente está posicionado en el problema 1 de un conjunto de 10 problemas.En este ejemplo el problema es 1/10. Esto significa que hay 10 problemas en el conjunto.

Quedan por describir tres botones. Use el primero para enviar su solución. Luego deintroducir todas las soluciones para este problema, usted le informa al programa que haterminado y sus respuestas son definitivas. El programa inmediatamente comprueba larespuesta e indica si es correcta o no. Si la respuesta es correcta el fondo de los elementosinteractivos se verá verde, si no lo es, el fondo será rojo. Ahora que ha completado su primerproblema, de aquí en más puede solicitar ver las páginas de pistas o de soluciones.

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Al presionar el botón de puntaje un diálogo le mostrará cada problema y el puntaje disponiblepara su correcta resolución. La última columna presenta los puntos que efectivamente recibiópor sus soluciones. La fila inferior le proporciona un resumen de los puntajes. Puederestablecer la escena si presiona el ícono.

El tercer botón del grupo es el botón Ayuda: úselo si necesita pistas para resolver el problema.

Cuando haya completado todos los problemas, Newton le indicará su puntaje actual. Si deseadejar un conjunto de problemas sin completar, puede usar el comando “cerrar” del menúProblemas.

5.7 Imprimir y Exportar

El software soporta una amplia gama de posibilidades de exportación. El contenido de laventana 3D y la ventana de descripción pueden exportarse a un archivo de imágenes o VRMLy por supuesto pueden imprimirse. Aún más, la simulación puede guardarse como un archivoAVI.

5.7.1 Imprimir

Para imprimir el contenido de la ventana 3D o de descripción, use el comando Imprimir delmenú Archivo (o las teclas rápidas CTRL + P).


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Una vez que haya presionado el comando Imprimir, aparecerá una ventana de vista previa deimpresión (vea arriba). Puede ajustar diversos aspectos de la impresión con los botones eíconos de la barra de herramientas en la parte superior de la ventana. Una vez finalizado,presione el botón Imprimir... para enviar la imagen a su impresora. Antes de comenzar laimpresión, se abrirá la ventana “Impresión” donde podrá definir la impresora a utilizar, elrango de impresión y el número de copias. Es posible también utilizar la lupa para cambiar eltamaño de la vista previa de impresión. Puede seleccionar el modo vertical u horizontal y

definir los márgenes mediante el ícono ( ); o modificar la vista de la ventana 3D

presionando el ícono 3D ( ).

5.7.2 Exportar

El programa posee una amplia variedad de posibilidades para la exportación. Puede guardar laventana 3D (o parte de ella) en un archivo de imágenes, la ventana 3D completa en formatoVRML, y las simulaciones en archivos .avi. El comando Exportar se encuentra en el menúArchivo.

· Exportar a VRML: Con este comando, la ventana 3D se puede guardar en su totalidad enformato VRML (Lenguaje de Modelado de Realidad Virtual).

· Exportar a AVI: Guarda la última simulación en un archivo avi, tal como vimos en laventana 3D.

· Captura de pantalla 3D: Guarda la ventana 3D activa o parte de ella en un archivo de mapade bits o JPEG.

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5.8 Intérprete de Newton

El intérprete de Newton es una herramienta sumamente últil que puede usarse en variasaplicaciones. Éstas son:

1. Definición de la curva para los diagramas

Al momento de hacer una nueva curva en el diagrama deberá definir qué es lo que quieretrazar. Para esta definición necesitará utilizar referencias de varios objetos diferentes(variables) y operaciones y funciones matemáticas entre ellas. Éstas pueden ser simples omultilíneas.

2. Asignación de un elemento interactivo en la ventana de descripción

Los elementos interactivos pueden usarse como entrada y salida de una variable. De estaforma es posible producir las cantidades físicas relevantes en la ventana de descripción yexaminar su influencia de una manera más rápida y sencilla. En realidad, aquí no podráutilizar expresiones sino sólo nombres de variables; no obstante, en el cuadro de diálogodenominado Símbolos del intérprete, podrá definir nuevas variables y vincularlas a estoselementos.

3. Escribir expresiones matemáticas en el campo de edición en lugar de valores únicamente

En Newton, generalmente se pueden escribir expresiones simples en los campos de edición delos cuadros de diálogo. Por ejemplo, si deduce la ecuación para la posición de un cuerpo enun problema, no tiene que calcular el resultado con una calculadora, directamente escribadentro del campo de edición y el intérprete hará el análisis y sustituirá el resultado. Tenga encuenta que la expresión debe comenzar con el símbolo '='. A modo de ejemplo, puede escribiren el campo de edición lo siguiente:

= 1/2*9.81*2

Luego de presionar Enter, debería haber cambiado a 9.81. O puede escribir:

= sin(pi*3/2)

Esto le devolverá el valor -1. En caso de escribir una expresión errónea y desear corregirla,presione la tecla Flecha a la izquierda del teclado y retrocederá el cursor sobre la expresiónanterior. Con esta tecla puede modificar el último resultado analizado y su expresión.

En este capítulo abordaremos el tema de las reglas de sintaxis, las funciones y las variables delas posibles expresiones.


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5.8.1 Expresiones matemáticas simples

En estas expresiones de una sola línea es posible agrupar cualquier constante global, funciónmatemática y variable con operadores aritméticos.

5.8.1.1 Constantes y variables

Cargar un archivo de ejemplo o crear uno nuevo hace que el programa genereautomáticamente una cantidad de variables. Estas variables se refieren al entorno, lascantidades físicas, la apariencia, etc.

Están representadas por cadenas de datos. Veamos algunas de ellas:

· Entera (Integer)Es la formada por los conocidos números naturales (1, 2, 3, …), sus negativos (-1, -2, -3, ...) yel cero.

· Real (Real)Este tipo incluye números raciones e irracionales.

· Booleana (Boolean)Puede tener dos valores: verdadero o falso

· Cadena (String)Es una secuencia de caracteres

· Vector (Vector)Son tres números reales integrados para representar las cifras de un vector tales como laposición, velocidad y aceleración de los cuerpos.

En la siguiente lista, podrá encontrar los tipos especiales denominados Referencias que serefieren de alguna manera a otras variables existentes:

· Alias (Alias)Le permite referirse a una variable utilizando el nombre de otra. Por ejemplo, si al crear unareferencia la define como ball.p[1], que es una variable ya existente, puede utilizar el nombrede la referencia (posiblemente más corto), en lugar de ball.p[1].

· Valores Iniciales (Inivalue)Le permite referirse al valor inicial de algunas cantidades físicas las que puede modificardurante la simulación. Se usa de manera similar al alias, usted crea un Valor inicial, lo definepara que se refiera a una variable y luego usa el nombre del valor inicial en las expresiones.

· Fórmula (Formula)Todas las variables del tipo fórmula tienen una expresión asignada que es evaluada sobre lamarcha, resultante del valor de la variable en cualquier momento, cuando es necesario. Esto

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es un atributo estrictamente de sólo lectura.

También podrá explorar las variables globales en el cuadro de diálogo Símbolo del intérpretedonde encontrará algunos textos explicativos.

5.8.1.2 Operaciones matemáticas

Es posible utilizar las siguientes operaciones aritméticas, aquí i1,i2 tiene entero; r1,r2,a,b,centero o real, v1,v2 tipo vector.

-r1 negaciónr1 + r2 adiciónr1 - r2 sustracciónr1 * r2 multiplicaciónr1 / r2 divisióni1 div i2 división enterav1 + v2 adición de vectoresv1 - v2 sustracción de vectoresv1 cross v2 producto de vectores

v1 dot v2 producto escalara in [b ..

c]comparación,verdadero si b< a < c

5.8.1.3 Operaciones booleanas

En este capítulo repasaremos las operaciones booleanas que participan en enunciados condicionales:

Si a y b son enteros o reales entonces,

a < b es verdadero si a es menor que ba > b es verdadero si a es mayor que ba <= b es verdadero si a es menor o igual que ba >= b es verdadero si a es mayor o igual que ba = b es verdadero si a es igual que ba <> b es verdadero si a es distinto que b

si c y d son booleanas entonces,

not d es verdadero si d es falso (negación) c or d es verdadero si alguna de ellas es verdadera (sin

convergencia) c xor d es verdadero si son distintas (sin convergencia

exclusiva) c and d es verdadero si ambas son verdaderas (conjunción)


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5.8.1.4 Funciones matemáticas

A continuación mostramos algunas de las funciones que pueden utilizarse.Para verlas a todas, consulte el cuadro de diálogo Símbolos del intérprete.Aquí x es real o entera, r es real, a es entera y v es una variable tipovector.

nombre de la función tipo de resultado descripciónsqr( x ) real Devuelve el cuadrado de

xsqrt( r ) real Devuelve la raiz

cuadrada de xsgn( x ) real o entero Devuelve el signo de x

{0, +1, -1}abs( x ) real o entero El resultado es el valor

absoluto de xexp( x ) real Función exponencial.ln(x) real Natural basada en una

función logarítmica.sin(x)cos(x)arcsin(x)arccos(x):tan(x):arctan(x)

real Funcionestrigonométricas

vlen(v) real Longitud de vrandom real número real aleatorio entre 0 y 1random(a) entero número entero aleatorio

entre 0 y -1time real tiempo transcurrido desde el inicio de la

simulación

5.8.1.5 Funciones diversas

A continuación, algunos ejemplo importantes de las funciones diversas.Aquí, o1, o2 son tipos de objetos, v1, v2 son vectores:

nombre de la función tipo de resultado descripciónDist(o1, o2 real distancia entre los objetos

o1 y o2AtoB(o1, o2) vector vector cuya punta va del

objeto o1 al objeto o2Round(r) entero Redondea el real r a su entero

más cercanoDotNorm(v1,v2) real Producto escalar dividido

por abs(v1)*abs(v2), sialguno de los valores

Newton v3.0118

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absolutos =0 entonces r1será cero

5.8.1.6 Buscar los símbolos del intérprete

Una característica importante de Newton son las variables que denotan el valor de diversosparámetros de los objetos. En la ventana de Variables no sólo puede examinar las variablesdefinidas para un experimento sino también las variables, las constantes y los operadoresdisponibles. Esta ventana puede utilizarse cuando sea necesario, por ejemplo, durante lacreación de una curva o la asignación de un control a una variable. Para abrir la ventana, haga

clic en este ícono del cuadro de diálogo.

Las variables están agrupadas en estructura de árbol para una búsqueda más sencilla. Puedeexpandir las ramas haciendo clic en el ícono y ocultarlas haciendo clic en el ícono . Unabreve pista aparece en pantalla cada vez que selecciona una rama.

Las ramas principales son tres:

· Funciones, constantes y operadores

Las funciones disponibles incluyen las trigonométricas y las funciones de transformaciónde cordenadas. Algunas constantes importantes como p = 3.1415 están incluidas, como asítambién los operadores matemáticos básicos adición, sustracción, multiplicación, etc.

· Variables globales

Esta rama contiene las variables del entorno incluidos el tiempo, las constantesgravitacionales, la constante de coulomb, etc.

· Objetos

En esta rama, Newton lista las variables de los objetos. Esta rama está vacía si aún no sehan colocado objetos en la escena.


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En Newton, cada variable tiene un tipo. Los valores que devuelven las funciones tambiénestán clasificados. El tipo de las variables y de las funciones se muestran a través de pequeñosíconos cerca del nombre. Existen cinco tipos posibles: vector, real, entera, objeto,

booleana.

Presione el botón Insertar y Newton pondrá la expresión en el campo de edición de laventana desde donde este diálogo se visualizó.

Si selecciona un objeto de la lista, el campo de edición muestra la expresión relevante ainsertar.

Los botones pueden usarse para crear, modificar y eliminar símbolos definidos por el usuario.

5.8.1.7 Símbolo nuevo

En Newton, puede crear sus propios símbolos: variables y referencias. La variable es unsímbolo que denota una cantidad cuyo valor puede variar durante el curso del experimento,usted puede modificar ese valor y usarlo en la evaluación. La variable tiene un tipo, lasposibilidades pueden ser: booleana, entera, real, vector.

Para crear, escriba el nuevo nombre de la variable, seleccione “variable” en la casilla y luegoespecifique el tipo de variable. En el campo de edición del valor, escriba el valor. Lasvariables pueden tener tipos de unidad, con la caja combinada de tipo de unidad puede definirla adecuada.

Newton v3.0120

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Además puede crear un tipo especial de símbolo, llamado referencia. Ésta permite acceder aotras variables de tres maneras determinadas. Los nombres de éstas son: alias, fórmula y valorinicial.

La más simple es alias y en cualquier expresión o script que se encuentre, el intérprete lasustituirá con las variables a las que se refiere.

La fórmula es un símbolo de sólo lectura, usted puede crear una expresión, darle un nombre yusarlo en la expresión. Cuando el intérprete lo encuentre lo evaluará y usará su valor. Dealguna manera es similar a una función, ya que en cualquier lugar que se use devolverá suvalor.

El valor inicial almacena el valor de una variable determinada en su momento inicial ypermanece constante durante la ejecución.

Para crear una referencia, asígnele el nombre a la variable y seleccione “referencias paravariables existentes”. Entonces podrá modificar el tipo adecuado: Alias, Fórmula o Valorinicial. En el campo editar tiene que escribir el nombre de la variable para el alias y el valorinicial o bien, la ecuación para la fórmula. La última fila muestra el valor de la referencia consu tipo de unidad, que es la misma que la de la variable referida.


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5.8.2 Expresiones multilíneas

El intérprete de NEWTON puede evaluar también las expresiones multilíneas. Con el lenguajetipo Pascal que viene incorporado, usted puede escribir pequeños scripts que le permitirán quelas expresiones matemáticas complejas sean fáciles de implementar. Este lenguaje tienetérminos cómo los de Pascal para crear diferentes tipos de variables, enunciadoscondicionales, bucles, etc. En el siguiente capítulo discutiremos estos términos.

5.8.2.1 Variables globales

Veamos primero las estructuras globales de un código de multilíneas. La estructura principal es:

var

// declaración de variablebegin

{ este es un comentario de línea múltiple }

{ este es un comentario de una línea

// comandos result := 2*14+5;end.

Puede hacer declaraciones de variables entre las filas var y begin, y entre las filas begin yend puede implementar su código. Tenga en cuenta que es importante poner un punto despuésdel código de finalización end. En cualquier parte del código puede hacer comentarios.Existen dos tipos de comentarios, con el carácter // puede hacer un comentario de una línea,éste comenzará donde usted coloca el carácter y continuará hasta el final de la línea. Lasegunda forma que tiene de señalar el punto de inicio (con el caracter {) y el punto final (conel caracter }) del comentario.

También necesita una línea de result := ..., esta asignación define el valor de

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devolución del código.

Si no se necesitan variables, la palabra clave var se puede omitir:

begin

// comandos result := 2*14+5;end.

Tenga en cuenta que cada comando del bloque debe terminar con un punto y coma.

5.8.2.2 Declaración de variables y asignaciones

En los bloques de variables debe definir todas las variables propias que quiere usar en elcódigo. Por supuesto que las variables globales se pueden usar todavía en cualquier momento.

Los tipos de variables posibles que pueden definirse aquí son las siguientes:

I : integer; // enteraA : real; // realB : boolean; // booleanaS : string; // cadenaP : vector; // vector

Como puede ver, el nombre(s) de la variable(s) está seguido de dos puntos y luego viene eltipo de variable. La definición finalizacon un punto y coma. Estos tipos de variables ya se trataron en el capítulo “Constantes yvariables”.

Veamos algunos ejemplos:

var i: integer; R: real; S: string;

b : boolean; v1,v2 : vector;

i1, i2: integer; b1, b2, b3: boolean;

begin

// asignaciones i := 1; r := 10.3; s := 'texto'; b := true; v1 := (0,0.2,1.2); v2[1] := 1.2; v2[2] := 2,3; v2[3] := v1[3] + 1; i1 := i;


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i2 := i+1; b1 := not b;

b2 := b1 and b;b3 := false;

end.

Debe usar los caracteres := para asignar una variable a otra variable o a una constante. Toda lainformación del texto debe ponerse entre apóstrofes y para una variable booleana puede usarel término verdadero o falso. A un vector se le puede dar el valor de dos maneras: en laprimera, se usa una constante de vector directamente, se pone entre paréntesis y elcomponente se separa con dos puntos. En la segunda, definimos el componente del vectorpor separado, de esta manera tenemos que poner después del nombre del vector el índice delcomponente entre [] corchetes.

5.8.2.3 Enunciado condicional

Los enunciados condicionales se solicitan a la computadora para evaluar una condición dada,y si la condición es verdadera, el siguiente bloque del enunciado se ejecutará, de lo contrariola ejecución saltará al bloque del enunciado siguiente. Si el enunciado condicional contieneuna rama else entonces se ejecutará esa en caso de un valor falso. El enunciado condicional se implementa de la siguiente manera:

if condición then enunciado1;

ORif condición then enunciado1 else enunciado2;

La condición es una expresión lógica (resultados booleano), el enunciado1 y el enunciado2son comandos únicos o llamados bloques de comandos. El bloque de comando contiene másde una línea simple entre las palabras begin ... end. Así, el enunciado condicional seimplementa de la siguiente manera:

if condición thenbegin

// comandos

end elsebegin

// comandos

end;

Ejemplos:

(1)if a < 0 then a := -a;

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(2)if a < 0 thenbegin a := -a;end;

(3)if a < 0 thenbegin a := -a;

endelsebegin a := 0;end;

5.8.2.4 Bucles

Un bucle es una secuencia de enunciados que se especifican una vez pero que se pueden llevar a cabovarias veces sucesivas.

Hay dos clases de bucles:

Bucles de cuenta controlada

Este bucle ejecuta los enunciados subsiguientes tantas veces como se le haya indicado.

Ejemplos:

(1)for i := 1 to 10 dobegin

// comandos

end;

(2)for k := 20 downto 5 dobegin

// comandos

end;

Bucles de condición controlada

La condición del bucle se evalúa antes del bucle y se ejecuta hasta que “condición” sea verdadera:

while condición dobegin

Parte

VI

Glosario 127

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6 Glosario

Este capítulo del glosario contiene una breve definición (una o dos oraciones) de loscomandos e iconos que se encuentran en los menús y ventanas de Newton.

6.1 Comandos en los menús

Los siguientes son los comandos en los menús de Newton.

6.1.1 Archivo

Use este menú para abrir y guardar los archivos de ejemplos o para salir de Newton.

Nuevo Abre una hoja de trabajo vacía sobre la que puedeconstruir sus propios mecanismos.

Contenidos… Muestra el cuadro de diálogo del contenido

Abrir... Carga un archivo de experimento guardadoanteriormente. La extensión de los archivos deexperimentos es .EX, la del archivo de plantilla es.NTP, la del archivo de problemas es .PB y la de losarchivos de conjunto de problemas es .PBS. Puedeusar el cuadro de diálogo para seleccionar eldirectorio apropiado y/o el nombre de archivo.Tenga en cuenta que puede abrir diferentesejemplos al mismo tiempo.

Volver a abrir Carga un archivo de experimento que acaba deguardar. El programa recuerda los últimos cincoarchivos guardados.

Guardar Guarda los cambios que realizó en el ejemplo queestá abierto.

Guardar como... Guarda los cambios de un ejemplo como unejemplo nuevo (y conservará el ejemplo original).

Cerrar cierra el archivo actualmente seleccionado.

Cerrar todo cierra todos los archivos abiertos.

Información del archivo Muestra un cuadro de diálogo con informacióndetallada del archivo activo.

Exportar

Archivo VRML... Exporta la ventana activa a un archivo VRML. Estole permite usar los objetos de Newton en otrosprogramas CAD y publicarlos en Internet. Elformato VRML le permite visualizar los

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mecanismos exportados desde cualquier ángulousando un visualizador VRML. Los visualizadoresVRML se pueden encontrar en Internet. Puededescargar un visualizador VRML gratuito enwww.parallelgraphics.com/ andhttp://www.ca.com/cosmo/

Archivo AVI... Exporta la simulación grabada en un archivo devideo “avi”. Se puede reproducir luego concualquier reproductor de medios (por ej. WindowsMedia Player, Winamp, RealPlayer, etc.).

Imagen... Exporta la Escena a un archivo bmp o jpg.

Archivo SWF... Exporta la simulación grabada en un archivo swf.

Archivo XHTML... Exporta la simulación grabada y las descripcionesen un archivo xhtml

Archivo HTML... Exporta la simulación grabada y las descripcionesen un archivo html

Imprimir... Muestra la vista de impresión de la escena y ladescripción. Se pueden definir variasconfiguraciones y se puede imprimir la pantallacompleta.

<Lista de los ejemplos recientemente abiertos>cambia a otro archivo cargado.

Salir Le permite finalizar la sesión de trabajo de Newton.El programa le avisará si no guardó sus ejemplo(s).

6.1.2 Editar (Ventana 3D)

Deshacer Con este comando puede deshacer las últimasoperaciones (hasta 15).

Rehacer Con este comando puede rehacer las últimasoperaciones (hasta 15).

Cortar Copia los objetos seleccionados en el Portapapelesy los elimina de la escena. Se mantienen todas lasrelaciones (vincular, anclar) entre los objetos.

Copiar Copia los objetos en el Portapapeles. Se mantienentodas las relaciones entre los objetos.

Pegar Toma los objetos copiados en el Portapapeles y loscoloca en la ventana 3D.

Eliminar Quita los elementos seleccionados.

Cambiar nombre... Permite cambiar el nombre y/o el identificador del

Glosario 129

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objeto seleccionado.

Seleccionar todo Selecciona todos los objetos de la Ventana 3D.

Seleccionar el siguiente relacionado Selecciona el siguiente objeto relacionado.Este comando está visible solo si está conectado auna junta.

Invertir selección Los objetos sin seleccionar se seleccionan y losseleccionados quedan sin seleccionar.

Seleccionar por nombre Abre un cuadro de diálogo donde puede elegir deuna lista un objeto por su nombre e identificador.

Vincular/Desvincular Vincula o desvincula el objeto seleccionado.

Anclar a Fija el objeto seleccionado a otro.

6.1.3 Editar (ventana de descripción)

Modo editar Cambia al modo Editar. Este modo se usa para crearnuevos textos, imágenes, diagramas, etc. en laventana de descripción.

Deshacer Con este comando puede deshacer las últimasoperaciones (hasta 15).

Rehacer Con este comando puede rehacer las últimasoperaciones (hasta 15).

Cortar Copia los objetos seleccionados en el Portapapelesy los elimina de la escena. Se mantienen todas lasrelaciones (vincular, anclar) entre los objetos.

Copiar Copia los objetos en el Portapapeles. Se mantienentodas las relaciones entre los objetos.

Pegar Toma los objetos copiados en el Portapapeles y loscoloca en la ventana 3D.

Eliminar Quita los elementos seleccionados.

Página nueva Crea una página nueva.

Eliminar página Elimina la página actualmente seleccionada.

Página siguiente Va a la próxima página.

Página anterior Va a la página previa.

Configurar página como Determina el tipo de la página actual. La página detipo Normal está seleccionada por defecto, los otros

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cuatro tipos se utilizan sólo en los archivos deproblemas.

Normal Es la página de la ventana de descripcióndeterminada por defecto.

Pista Las páginas de pistas contienen pistas y ayuda parala resolución de problemas.

Solución Las páginas de solución contienen la solución delproblema.

Elemento nuevo Crea un elemento que usted eligió del submenú.

Reducción de puntaje por pistas... Muestra el cuadro de diálogo para laconfiguración de los puntos que el alumno perderási pide la pista.

Configuración

Lápiz y pincel Antes de dibujar, puede elegir el estilo de línea y elcolor y estilo de relleno de la elipse. Los objetoslínea y elipse ya trazados se pueden editar con lascaracterísticas de lápiz y pincel.

Ajustar La configuración de ajustar controla la grilla sobrela que se ubican los elementos. Puede activar odesactivar ajustar e ingresar el número de píxelesentre las ubicaciones de la grilla.

Color de papel Aquí se ajusta el color de fondo de la ventana dedescripción.

6.1.4 Ver

Cámara Este menú le permite fijar la posición de la cámara.

Vista normal: Proporciona una vista en perspectiva.

Plano X-Y proporciona una vista superior del plano (X-Y)

Plano Y-Z proporciona una vista lateral del plano (Y-Z)

Plano X-Z proporciona una vista lateral del plano (X-Z)

Change To Selecciona una cámara de la lista

<Lista de cámaras>

Ir a dirige la cámara hacia el objeto seleccionado.

<Lista de objetos y posiciones de la cámara>

Cámara nueva Crea una cámara nueva en la Escena y la activa.

Propiedades del objeto... Use la ventana de propiedades del objetoseleccionado para definir la ubicación, velocidad,aparencia, etc.

Glosario 131

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Variable…

Configuracion de Ventana 3D Muestra el diálogo de configuración de ventana 3D.Use esta ventana para definir el espaciado de lagrilla, para cambiar rápidamente la grilla entreactivada y desactivada, para elegir el sistema decoordenadas, etc.

Mostrar barra de herramientas

Todas las barras de herramientasActiva/desactiva todas las barras deherramientas

<Lista de las barras de herramienta> Activa/desactiva cualquier panel debarras de herramientas.

6.1.5 Simulación

Ejecutar Comienza la simulación desde el principio.

Detener Si la simulación se está ejecutando, Newtonmostrará el botón “Detener”. En cambio, si lasimulación se detuvo, Newton mostrará el botón“Ejecutar”.

Restablecer Define los parámetros a sus valores iniciales.

Repetir Vuelve a reproducir la simulación grabada.

Más rápido (2x) Multiplica por dos los parámetros del tiempoVirtual y del Escalón de tiempo en el cuadro dediálogo Configuraciones.

Más lento (0.5x) Multiplica por cinco los parámetros del tiempoVirtual y del Escalón de tiempo en el cuadro dediálogo Configuraciones.

Campo de fuerza... Muestra el diálogo del campo de Fuerza. Aquípuede definir las fuerzas –Gravitacional, Coulomby resistencia fluida.

Configuración... Muestra los cuadros de diálogo de la configuración.Aquí, puede definir el escalón de tiempo, el tiempovirtual, el tiempo inicial/final, la longitud degrabación y de trayectoria.

Unidades... Muestra el cuadro de diálogo Unidades. Aquí,puede seleccionar las unidades a usar cuando semuestren las cantidades físicas en los diálogos.

Ejecutar Análisis en DC/AC Ejecuta un análisis. Esta función se efectúa solo sihay elementos con propiedades eléctricas, porejemplo resistores, lámparas, etc...

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6.1.6 Problema

Intentar como problema Si un archivo de problema se puede editar, estávisible. Cambie a modo Resolución de problemapara poder verificar los elementos interactivos.

Siguiente Va al siguiente archivo de problema.

Anterior Va al archivo de problema anterior.

Editar Cambia al modo Editar.

Cerrar problema Cierra el archivo de problema

6.1.7 Herramientas

Código de edición Abre un editor de scrip

Administrador del conjunto de problemas... Abre un cuadro de diálogo desde dondees posible administrar los conjuntos de problemas.

Configuración general Muestra el diálogo de la configuración global deNewton.

6.1.8 Ventanas

Ventana 3D nueva Genera y muestra una copia duplicada de la ventada3D seleccionada en la pantalla. En la nueva(s)ventana(s), puede definir otro(s) enfoques. Puedeeditar sus experimentos en cualquiera de estasventanas mientras visualiza simultaneamente otrosenfoques.

Ventana de descripción nueva Coloca una ventana de descripción vacía en lapantalla. Ya que en Newton puede usarse sólo unaventana de descripción en un ejemplo, no puedecrear una nueva si ya tiene una abierta.

Cerrar ventana activa Cierra la ventana en uso

Mosaico Acomoda las ventanas abiertas de manera tal que nose superponen.

Ejemplos: Puede ir a cualquiera de los archivos deexperimento cargados que se listan en el submenú.

<Lista de ejemplos cargados> cambia a otro archivo cargado.

6.1.9 Ayuda

Con este comando accede al sistema de ayuda de Newton.

Temas de ayuda Cuando no sepa cómo proceder o desee más

Glosario 133

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información sobre un tema, utilice este menú opresione F1 para acceder al sistema de ayuda.

Autorización Toda información relacionada con la autorizacióndel software. Obtenga información detallada en elarchivo DSPNewton_en.chm.

Enviarnos comentarios Si desea enviarnos alguna sugerencia o uncomentario acerca del software Newton utilice esteformulario.

Foro de debate de DesignSoft Enlace al foro de nuestra empresa.

Soporte técnico gratuito Enlace a nuestra página de soporte técnico

DesignSoft en la red Ofrece un enlace para explorar las páginas web deDesignSoft.

Buscar actualizaciones Busca si existe alguna actualización disponible através de Internet.

Acerca de le brinda información sobre DesignSoft, el númerode versión del programa y otros detalles.

6.2 Comandos en el menú contextual

Si hace clic en un cuadro de diálogo o en una ventana con el botón derecho del mouse,encontrará normalmente el menú contextual. El menú que aparece le brinda acceso a loscomandos que son específicamente útiles en el presente contexto. Los comandos que seexplican a continuación se listan y agrupan de acuerdo al contexto.

Ventana 3D

Hacer clic sobre el fondo

Seleccionar todo Selecciona todos los objetos de la Ventana 3D.

Modo transparente Muestra todos los objetos de la Ventana 3D comotransparentes. Este modo es útil cuando quieremover un punto o un vector que está oculto por unobjeto.

Ocultar vectores Todos los vectores (velocidad, aceleración, fuerza)se ocultarán.

Almacenar actual posición de cámara Almacena la posición actual de la cámara,entonces podrá volver aquí seleccionando uno de delos elementos de Ver / Cámara / Ir a.

Trazado de rayo cambia entre los distintos modos de trazado de rayo

Mostrar todas las trayectorias Permite visualizar las trayectorias que presenta elrecorrido de un objeto. Afecta a todos los cuerpos.

Ocultar trayectorias Desactiva la visualización de todas las trayectoriasde los cuerpos.

Newton v3.0134

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Hacer clic sobre el cuerpo

Fijar al ejecutar Este comando permite que el cuerpo se fije en unaposición estática durante la simulación no obstantelo cual, el objeto aún participa en las colisiones y enlas interacciones gravitacional y de Coulomb.

Mostrar

Velocidad Muestra el vector de velocidad del cuerpo.

Velocidad angular Muestra el vector de velocidad angular del cuerpo.

Aceleración Muestra el vector de aceleración del cuerpo.

Aceleración angular Muestra el vector de aceleración angular del cuerpo.

Trayectoria

Línea El cuerpo dejará una huella cuando se mueva por sulínea de trayectoria.

Punto El cuerpo dejara puntos cuando se mueva por sulínea de trayectoria.

Agregar puntos Añade un punto a la superficie del cuerpo.

Grupo pone/quita el objeto seleccionado en un grupo.

Propiedades... Muestra la ventana de propiedades del objeto.

Hacer clic sobre la junta

Vincular a... Realiza un vínculo entre una junta y un cuerpo.Haga clic sobre el comando y los objetos sevincularan.

Visible Hace la junta visible o invisible.

Hacer clic sobre el resorte

Posición de equilibrio Le permite modificar el resorte desde su longitudinicial sin tensar hasta el largo deseado.

Hacer clic sobre la fuerza

Eliminar fuerza Quita la fuerza actual seleccionada.

Rotar con objeto Si está activado, la dirección de la fuerza semodificará con la rotación del cuerpo. Si estádesactivado, la fuerza permanecerá apuntando a lamisma dirección, independientemente de la rotacióndel cuerpo.

Ventana de descripción

Glosario 135

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Modo editar cambia al modo Editar. Este modo se usa para crearnuevos textos, imágenes, diagramas, etc. en laventana de descripción.

Configuración

Lápiz y pincel Antes de dibujar, puede elegir el estilo de línea y elcolor y estilo de relleno de la elipse. Los objetoslínea y elipse ya trazados se pueden editar con lascaracterísticas de lápiz y pincel.

Ajustar La configuración de ajustar controla la grilla sobrela que se ubican los elementos. Puede activar odesactivar ajustar e ingresar el número de píxelesentre las ubicaciones de la grilla.

Color de papel Aquí se ajusta el color de fondo de la ventana dedescripción.

Nuevo

Página Crea una página nueva.

<Elementos> Seleccione un elemento de la lista del submenúdesde la ventana de descripción.

Configurar página como Determina el tipo de la página actual. La página detipo Normal está seleccionada por defecto, los otroscuatro tipos se utilizan sólo en los archivos deproblemas.

Normal Es aa página de la ventana de descripcióndeterminada por defecto.

Pista Las páginas de pistas contienen pistas y ayuda parala resolución de problemas.

Solución Las páginas de solución contienen la solución delproblema.

Reducción de puntaje por pistas... Muestra el cuadro de diálogo para laconfiguración de los puntos que el alumno perderási pide la pista.

Menú contextual del diagrama

Borrar puntos de curva Elimina sólo los puntos de la curva dejando lascurvas. Si la simulación continúa ejecutándose, lacurva continuará dibujada.

Propiedades... Muestra el diálogo de propiedades del diagrama.

6.3 Iconos

Newton tiene una cantidad de barras de herramientas. Use el comando Ver/Barras deherramientas para visualizarlas y modificarlas. A continuación encontrará una lista de los

Newton v3.0136

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comandos de las distintas barras de herramientas.

Barra estándar

Nuevo Crea un archivo de experimento nuevo.

Contenidos Abre la ventana de contenidos.

Abrir Abre un archivo de experimento nuevo.

Guardar Guarda el archivo de experimento actual.

Barra de escena

Modo geométricoEl modo de edición geométrico es útil para las operaciones demovimiento y rotación cuando desea que las rotaciones dinámicas, lascolisiones o las vinculaciones de juntas no interfieran en su edición.

Modo físico Algunas veces, durante la edición, querrá ver cómo colisionan losobjetos o cómo se mueven cuando están vinculados o limitados poruna junta. Seleccione el modo Físico para ver este comportamiento.

Mover hacia arriba/abajoEste icono se utiliza para cambiar la posición de un objeto a lo largode la dirección z.

Rotar Este icono se usa para rotar un objeto alrededor de los ejes x, y o z.Para cambiar el eje, presione la barra espaciadora del teclado.

Tamaño Se usa para definir el tamaño de los objetos. Presione este botón,seleccione el objeto y, mientras mantiene presionado el botónizquierdo del mouse, muévalo hacia arriba para aumentar el tamaño ohacia abajo para disminuir el tamaño.

Vincular a... Se usa para establecer relaciones entre las juntas y los cuerpos. Hagaclic en el icono Vincular; luego seleccione todos los cuerpos y loselementos que quiere vincular.

Anclar Se utiliza para anclar un objeto a otro. Ahora el objeto ancladoseguirá al otro objeto si éste es movido por alguna operación deedición. Seleccione los objetos que debe anclar, haga clic sobre elicono Anclar y luego haga clic en el otro objeto.

Propiedades Muestra la ventana de propiedades.

Trazado de rayoActiva/Desactiva el trazado de rayo y controla sus modos de trazado

Análisis de estáticaCambiar el modo de análisis estático activado/desactivado.

Barra de simulación

Ejecutar: Comienza o continúa la simulación.

Detener:

Glosario 137

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Finaliza la simulación.

Restablecer:Define los parámetros a sus valores iniciales.

Repetir Vuelve a reproducir la simulación grabada anteriormente.

Configuración Muestra los cuadros de diálogo Configuración.

Campos de fuerzaMuestra el diálogo de los campos de fuerza para ajustarlos.

Propiedades de la escenaMuestra el cuadro de diálogo de la escena para ajustarla.

Barra de objetos

Use la barra de objetos para crear un experimento en la ventana 3D.

Barra de cámara

Estos íconos seleccionan la posición de la cámara de la siguiente manera:1º botón vista original2º botón vista lateralplano X-Y3º botón vista lateralplano X-Z4º botón vista superior plano Y-Z

El primer botón se usa para volver a la vista original. Si está en lavista del plano, podrá mover el objeto sólo en ese plano.

Acercar Ajusta las lentes de la cámara para mostrar un campo visual máspequeño y “acercarse” a la escena.

Alejar Ajusta las lentes de la cámara para mostrar un campo visual másgrande y “alejarse” de la escena.

Rotar hacia arriba:Este botón permite rotar en pasos de 5 grados hacia arriba, la escena3D seleccionada.

Rotar hacia abajo:Este botón sirve para rotar en pasos de 5 grados hacia abajo, la escena3D seleccionada.

Rotar hacia la izquierda:Este botón sirve para rotar en pasos de 5 grados hacia la izquierda, laescena 3D seleccionada.

Rotar hacia la derecha:Este botón sirve para rotar en pasos de 5 grados hacia la derecha, la

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escena 3D seleccionada.

Ir a: Con la función “Ir a” la cámara se puede mover hacia cualquiera delos objetos que están listados en el menú contextual.

Mostrar Controla la visibilidad de los elementos suplementarios.

Barra de descripción

Línea Se usa para trazar rectas y segmentos. Una vez trazada, presione elbotón derecho del mouse o la tecla ESC.

Elipse Se usa para trazar elipses o círculos.

Lápiz y pincel Defina el estilo de línea y relleno o el color de la elipse antes detrazarlos. Modifique el estilo de línea y relleno o el color de la elipsedespués de trazarlos.

Imagen Inserte una imagen desde un archivo de mapa de bits de Windows enla ventana de descripción.

Texto Crea y ubica anotaciones, ecuaciones y texto en la Ventana dedescripción.

Diagrama Crea diagramas de las curvas trazadas. La ventana de propiedades deldiagrama se abre y le permite definir las curvas que se van a trazar.

Osciloscopio Crea un diagrama de un osciloscopio en la ventana de descripción.

Botón Este botón ubicado en la ventana de descripción, se utiliza parainiciar secuencias de acción previamente definidas tales como laejecución de la simulación.

Campo de ediciónEl campo edición es un elemento interactivo utilizado para dospropósitos: para mostrar y modificar los parámetros de la simulacióno, en los conjuntos de problemas a fin de que los alumnos acepten lassoluciones.

Barra de seguimientoLa barra de seguimiento es un elemento interactivo que sirve paramostrar y definir un parámetro de la simulación entre ciertos límites.

Radio El botón radio se usa en los archivos de problemas para seleccionar larespuesta correcta, entre varias posibilidades.

Casilla de verificaciónLa casilla de verificación está para recibir las respuestas si/no de losalumnos. También es práctica al momento de mostrar y modificar losparámetros booleanos en la ventana de descripción.

Glosario 139

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Enviar selección atrásÚtil para los elementos que se superponen, este comando envía loselementos de adelante hacia atrás.

Traer selección hacia adelante.Útil para los elementos que se superponen, este comando envía loselementos de atrás hacia adelante.

Barra de propiedades

Este ícono indica los grupos de propiedades diferentes de los objetos seleccionados.

Ubicación Aquí encontrará la posición y rotación del objeto. Puede mover elancla y fijar el objeto en la edición o en la ejecución.

Velocidad Aquí es posible modificar la velocidad y la velocidad angular. Puededefinir el vector de velocidad en visible o invisible.

Tamaño Se usa para modificar el tamaño de un objeto.

Apariencia Aquí se pueden modificar varias de las propiedades estéticas talescomo archivo modelo, color, textura, etc.

Inercia Se usa para modificar la masa, el centro de masa y el momento deinercia.

Material Desde allí podrá elegir el material del cuerpo. Newton proporcionavarios materiales previamente definidos, pero usted tiene laposibilidad de determinar los suyos fijando las propiedades de losmateriales por separado.

Especial Muchos de los objetos tienen sus propias páginas de propiedadesespeciales. Se llega mediante este ícono.

Punto Si un cuerpo tiene uno o más puntos asignados a él, este ícono lemostrará sus posiciones o propiedades.

Fuerza, Torsión Si le asignó a un cuerpo una fuerza o torsión constante, podrácambiar las propiedades aquí; como por ejemplo, el punto de acción yla dirección de la fuerza constante.

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